Upload
vuongtruc
View
224
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE
DIPLOMSKI RAD
Tomislav Slaninka
Zagreb, 2016.
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE
DIPLOMSKI RAD
Mentor: Student:
Dr. sc. Ivica Galić, dipl. ing. Tomislav Slaninka
Zagreb, 2016.
Izjavljujem da sam ovaj rad izradio samostalno koristeći stečena znanja tijekom studija i
navedenu literaturu.
Zahvaljujem se svom mentoru dr. sc. Ivici Galiću, dipl. ing. na pruženoj stručnoj pomoći i
savjetima pri izradi ovog diplomskog rada.
Također zahvaljujem se svojoj obitelji, kolegama i prijateljima koji su mi bili podrška
tijekom studiranja i omogućili mi da ovaj studij uspješno privedem kraju.
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje I
SADRŽAJ
1. UVOD .................................................................................................................................. 1
1.1 Analiza problema ......................................................................................................... 1
1.2 Definiranje cilja ............................................................................................................ 2
2 POSTUPAK IZRADE CIJEVNIH LUKOVA HAMBURŠKIM POSTUPKOM .............. 3
2.1 Rezanje uloška za cijevne lukove ................................................................................ 4
2.2 Hamburški postupak .................................................................................................... 4
2.2.1 Područje primjene ................................................................................................. 5
2.2.2 Podešavanje stroja ................................................................................................. 5
2.2.3 Pokretanje procesa savijanja ................................................................................. 6
2.2.4 Predgrijavanje trna (trn mora biti obložen cijevnim uloškom) ............................. 8
2.2.5 Savijanje ................................................................................................................ 8
2.3 Rezanje luka na mjeru ................................................................................................ 10
2.3.1 Odrezivanje i prerezivanje cijevnih lukova koji se savijaju pod 180° ( 21,3 -273,0 mm) ........................................................................................................... 10
2.3.2 Ukosivanje rubova cijevnih lukova s debljinom stijenke većom od 3 mm (DIN 2559-2.2) ............................................................................................................. 10
2.3.3 Rezanje i ukosivanje rubova cijevnih lukova koji se savijaju pod 90° (323,9 - 610,0 mm) ........................................................................................................... 11
2.4 Završna obrada ........................................................................................................... 11
2.4.1 Čišćenje površine cijevnih lukova ...................................................................... 11
2.4.2 Površinska zaštita ................................................................................................ 13
3 ANALIZA TRŽIŠTA ........................................................................................................ 14
3.1 Uređaji za iglično označavanje .................................................................................. 14
3.1.1 Model ADP 2560-B ............................................................................................ 14
3.1.2 Model ADP 25120 - P ......................................................................................... 15
3.2 Uređaji za označavanje udarcem ................................................................................ 15
3.2.1 Model MB 20 ...................................................................................................... 16
3.2.2 Model MB 21 ...................................................................................................... 16
3.3 Uređaji za označavanje po obodu .............................................................................. 17
3.3.1 MB 71 EP ............................................................................................................ 17
4 PRETRAGA BAZE PATENATA ..................................................................................... 18
4.1 Pneumatski upravljan stroj za označavanje ............................................................... 18
5 FUNKCIJSKA DEKOMPOZICIJA .................................................................................. 19
6 MORFOLOŠKA MATRICA ............................................................................................ 20
7 KONCEPTI........................................................................................................................ 24
7.1 Koncept I .................................................................................................................... 24
7.2 Koncept II .................................................................................................................. 25
7.3 Koncept III ................................................................................................................. 26
7.4 Koncept IV ................................................................................................................. 27
7.5 Vrednovanje koncepata .............................................................................................. 28
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje II
8 PRORAČUN I KONSTRUKCIJSKA RAZRADA........................................................... 29
8.1 Određivanje sile utiskivanja ....................................................................................... 29
8.2 Proračun pneumatskog cilindra .................................................................................. 30
8.3 Proračun elektromotora za posmak cijevi .................................................................. 32
8.4 Proračun vratila .......................................................................................................... 35
8.5 Provjera faktora sigurnosti za odabrane promjere ..................................................... 38
8.5.1 Presjek 1 .............................................................................................................. 38
8.5.2 Presjek 2 .............................................................................................................. 38
8.5.3 Presjek 3 .............................................................................................................. 39
8.5.4 Presjek 4 .............................................................................................................. 40
8.5.5 Presjek 5 .............................................................................................................. 40
8.5.6 Presjek 6 .............................................................................................................. 41
8.5.7 Presjek 7 .............................................................................................................. 42
8.6 Proračun ležaja na vratilu ........................................................................................... 43
8.6.1 Ležajno mjesto A ................................................................................................ 43
8.6.2 Ležajno mjesto B ................................................................................................ 44
8.7 Proračun zavara prirubnice cilindra na pomičnu ploču.............................................. 44
8.8 Proračun zavara na spoju pravokutnih cijevi ............................................................. 49
8.9 Proračun vijčanog spoja ............................................................................................. 51
8.10 Shema pneumatskog sustava ...................................................................................... 52
8.11 Sustav za pozicioniranje cijevi ................................................................................... 55
8.12 Sklop za prihvat žiga .................................................................................................. 56
8.13 Konstrukcijsko rješenje .............................................................................................. 57
9 ZAKLJUČAK .................................................................................................................... 59
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje III
POPIS SLIKA
Slika 1. Oblik žiga ................................................................................................................ 2
Slika 2. Oblikovanje cijevnog luka preko trna ..................................................................... 3
Slika 3. Rezanje uloška ......................................................................................................... 4
Slika 4. Cijevni luk dobiven hamburškim postupkom ......................................................... 5
Slika 5 . Zazor između uložaka ............................................................................................. 6
Slika 6. Međusobni pomak cijevnih uložaka ........................................................................ 7
Slika 7. Bubnjanje ............................................................................................................... 11
Slika 8. Sačmarenje ............................................................................................................ 12
Slika 9. Pjeskarenje ............................................................................................................. 13
Slika 10. Model ADP 2560-B ............................................................................................... 14
Slika 11. Model ADP 25120-P ............................................................................................. 15
Slika 12. MB 20 .................................................................................................................... 16
Slika 13. MB 21 .................................................................................................................... 16
Slika 14. MB 71 EP .............................................................................................................. 17
Slika 15. Patent US 2427358A ............................................................................................. 18
Slika 16. Funkcijska dekompozicija ..................................................................................... 19
Slika 17. Koncept I ............................................................................................................... 24
Slika 18. Koncept II .............................................................................................................. 25
Slika 19. Koncept III ............................................................................................................ 26
Slika 20. Koncept IV ............................................................................................................ 27
Slika 21. Žig ......................................................................................................................... 29
Slika 22. Kontura žiga .......................................................................................................... 29
Slika 23. Dvoradni pneumatski cilindar Festo DSBG 160 EN ............................................. 32
Slika 24. Karakteristika koračnog motora EMMS-ST-87-S ................................................ 35
Slika 25. Shematski prikaz sila ............................................................................................. 35
Slika 26. Ležaj SKF 7204 BEP ............................................................................................ 43
Slika 27. Ležaj SKF NU 204 ECP ........................................................................................ 44
Slika 28. Zavari ..................................................................................................................... 45
Slika 29. Zavar I ................................................................................................................... 45
Slika 30. Presjek zavara I .................................................................................................... 46
Slika 31. Prikaz zavara II ...................................................................................................... 50
Slika 32. Presjek zavara II .................................................................................................... 50
Slika 33. Shema pneumatskog sustava ................................................................................. 52
Slika 34. Festo MSE6 ........................................................................................................... 53
Slika 35. Festo električno upravljan razvodnik 5/2 .............................................................. 53
Slika 36. Dvoradni cilindar Festo DSBG 160 EN ................................................................ 54
Slika 37. Prigušnica zvuka .................................................................................................... 54
Slika 38. Pneumatski sustav ................................................................................................. 55
Slika 39. Sustav za pozicioniranje cijevi .............................................................................. 56
Slika 40. Sklop za prihvat žiga ............................................................................................. 57
Slika 41. Stroj za utiskivanje žiga - pogled 1 ....................................................................... 58
Slika 42. Stroj za utiskivanje žiga - pogled 2 ....................................................................... 58
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje IV
POPIS TABLICA
Tablica 1 . Dozvoljeni zazor Z između dva uloška .................................................................. 6
Tablica 2. Dozvoljeni međusobni pomak H ............................................................................ 7
Tablica 3. Maksimalna duljina zavara uloška ......................................................................... 7
Tablica 4. Pritisak za savijanje na plinskim linijama .............................................................. 9
Tablica 5. Parametri za savijanje na elektro - induktivnoj liniji RP 90/730 ........................... 9
Tablica 6. Parametri za savijanjanje na elektro - induktivnoj liniji HP 200/400 .................. 10
Tablica 7. Morfološka matrica .............................................................................................. 20
Tablica 8. Vrednovanje koncepata ........................................................................................ 28
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje V
POPIS TEHNIČKE DOKUMENTACIJE
TS - 2016 Uređaj za utiskivanje žiga na cijev
TS - 2016 - 100 Sklop zavarene konstrukcije
TS - 2016 - 200 Sklop zavarene konstrukcije za prihvat cilindra
TS - 2016 - 300 Sklop za prihvat žiga
TS - 2016 - 400 Sklop vertikalnog vretena
TS - 2016 - 500 Sklop horizontalnog vretena
TS - 2016 - 600 Sklop pomoćnog postolja
TS - 2016 - 12 Vratilo
TS - 2016 - 300 - 1 Poklopac glavčine držača alata
TS - 2016 - 300 - 2 Glavčina držača alata
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje VI
POPIS OZNAKA
Oznaka Jedinica Opis
ac m/s2 Ubrzanje cijevi
Ac mm2 Površina pneumatskog cilindra
AM mm2 Proračunska površina pneumatskog cilindra
AI mm2 Površina zavara I
AzII mm2 Površina zavara II
d mm Promjer kružnice
dc mm Promjer pneumatskog cilindra
dM mm Proračunski promjer pneumatskog cilindra
dx mm Promjer vratila na udaljenosti x
dy mm Promjer vratila na udaljenosti y
F N Teoretska sila pneumatskog cilindra
F´ N Sila uvećana za faktor udara
FA N Reakcija u osloncu A
FB N Reakcija u osloncu B
Fc N Sila za pokretanje cijevi
FM N Stvarna sila probijanja
Fp N Sila probijanja
Fvij N Sila u vijku
Fz1 N Sila u zavaru I
FzII N Sila u zavaru II
fo - faktor sigurnosti
iLP - Prijenosni omjer lančanog prijenosa
Ix mm4 Moment tromosti oko osi x
k - Broj valjnih ležaja
l mm Udaljenost zavara od centra dijelovanja sile
L mm Opseg dijela koji se prosijeca
M´ Nmm Moment na vratilu
mc kg Masa cijevi
MEM Nmm Moment elektromotora
Mz1 Nmm Moment u zavaru I
nv min-1 Brzina vrtnje vratila
nem min-1 Brzina vrtnje elektromotora
Ov mm Opseg vratila
pdo Pa Dobavni tlak
s mm Debljina materijala
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje VII
z1 - Broj zubi lančanika 1
z2 - Broj zubi lančanika 2
yT mm Udaljenost težišta tijela
Wx mm3 Moment otpora zavara s obzirom na os x
φ - Faktor udara
ηL - Iskoristivost valjnog ležaja
ηLP - Iskoristivost lančanog prijenosa
ηUK - Ukupna iskoristivost
σDV(0)dop N/mm2 Dopušteno naprezanje
σz1red N/mm2 Reducirano naprezanje u zavaru I
σz2 N/mm2 Naprezanje u zavaru II
σ1I N/mm2 Naprezanje uslijed djelovanja sile Fz1
µ0 - Faktor trenja za metal - metal
τM N/mm2 Smična čvrstoća
τs1 N/mm2 Smik uslijed djelovanja sile Fz1
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje VIII
SAŽETAK
Tema ovog rada je konstrukcija uređaja za utiskivanje žiga na cijev. Stroj prihvaća
cijevi od promjera 21 do 159 mm i na zadanoj duljini uloška cijevi utiskuje žig. Dodatni
zahtjev za konstrukciju je prihvat žiga standardnih dimenzija. Analizom tržišta utvrđena su
postojeća rješenja za označavanja na metalnim površinama. Na temelju funkcijske
dekompozicije i morfološke matrice razvijeni su koncepti čijim se vrednovanjem došlo do
smjernica za daljnju konstrukciju uređaja. Na temelju proračuna dimenzionirani su ključni
dijelovi uređaja. Za ostvarivanje sile utiskivanja koristi se pneumatski cilindar, dok posmak
cijevi osigurava koračni motor.
U procesu konstrukcijske razrade korišten je računalni program Solidworks 2015. Na temelju
sklopnog crteža izrađeni su radionički crteži dijelova uređaja.
Ključne riječi: uređaj, cijev, žig, otisak, pneumatski cilindar
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje IX
SUMMARY
This paper presents a pipe stamping machine. The machine is designed to take the pipe
which diameter can vary from 21 mm to 159 mm and to stamp it at desired length. Additional
design requirement for machine is to be able to work with standardized stamps. Solutions for
similar requirements are founded by analizing the market. Further machine desing is guided
by valorising the concepts based on functional decomposition and morphological matrix. Key
parts of the machine are dimensioned based on calculations. Stamping force is achieved using
pneumatic cylinder while movement of the pipe is ensured by stepper motor.
All machine parts are designed in SolidWorks 2015. 2D drawings of machine parts are made
based on assembly.
Key words: machine, pipe, stamp, pneumatic cylinder.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 1
1. UVOD
Cijevni lukovi su jedan od sastavnih dijelova svake cjevovodne mreže. Uz njih se tu
pojavljuju još ravne cijevi, prostorno savijene cijevi, redukcije, prirubnice kao i standardna
oprema za regulaciju i mjerenje svojstava medija. Tvrtka Metaflex d.o.o. Novska u dijelu
svog proizvodnog programa nudi uslugu izrade cijevnih lukova i redukcija prema
standardnim dimenzijama. Prilikom izrade cijevnih lukova namijenjenih za cjevovode u
kojima se transportira medij pod tlakom traži se ispunjavanje dodatnih zahtjeva. Mjerenja
dimenzija izvodi ovlaštena institucija i izdaje izvješće o sukladnosti traženim zahtjevima.
Jedan od zahtjeva koji se mora ispuniti je sljedivost materijala tijekom cijele proizvodnje.
Prije početka same prerade cijevi se označavaju i taj žig mora biti vidljiv tijekom cijele
proizvodnje i na isporuci gotovog proizvoda. Svaki proizvod na kojem se ne može jasno
uočiti žig smatra se škartom i ne može se isporučiti naručitelju.
Jedan od primjera cjevovoda u kojima se mora osigurati kvaliteta svakog člana sklopa
je parni kotao. Sastoji se od mnoštva dijelova koji čine lanac. Popuštanjem samo jedne karike
toga lanca može nastati havarija s velikom materijalnom štetom. Zato se velika pažnja
posvećuje kvaliteti u svim koracima proizvodnje svakog dijela - od sirovog materijala do
isporuke gotovog proizvoda.
Drugi primjer su brodski cjevovodi koji su neizostavni dio svakog broda. Služe za
distribuciju različitih medija kako bi se omogućilo normalno i neprekidno funkcioniranje
glavnog i pomoćnih motora, izmjenjivača topline te ostalih sustava za opskrbljivanje broda i
posade. Također imaju glavnu funkciju pri manipuliranju teretom kod brodova za prijevoz
tekućih medija. Izrazito je važna konstrukcija i kvaliteta svih komponenti cjevovoda na brodu
kako bi se osigurala što veća pouzdanost. Zajednička karakteristika svim brodskim
cjevovodima je ograničen i skučen prostor ugradnje iz čega proizlazi zahtjev za što manjim
polumjerom cijevnog luka. Uz to je česta potreba za debljom stijenkom cijevi zbog visokih
tlakova. Cijevne lukove spomenutih karakteristika omogućuje tehnologija izrade cijevnih
lukova hamburškim postupkom.
1.1 Analiza problema
Za potrebu proizvodnje parnih kotlova dogovorena je izrada 3500 komada cijevnih
lukova 38,0 x 3,2 R38 180°. Angažirana je ovlaštena institucija za kontrolu i nadgledanje
traženih zahtjeva. Ispred institucije dolazi ovlašteni inspektor i označava uloške atestirane
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 2
cijevi svojim žigom kako bi se tijekom cijele obrade moglo jasno uočiti da se izradci rade od
atestirane cijevi.
Slika 1. Oblik žiga
Žig se na sve uloške cijevi utiskuje ručno, tj. udarom čekića. Kako se radi o velikoj
seriji brzo dolazi do umaranja čovjeka i manjka koncentracije što dovodi do lošeg otiska žiga.
Na cijevi ostaje samo dio otiska žiga koji je nerijetko plitko utisnut. Nakon cjelokupnog
procesa proizvodnje cijevnog luka, žig se gotovo i ne vidi.
Traženje žiga je mukotrpan posao koji iziskuje oštar vid i dobru rasvjetu. Da se
pravilno utisnuo žig na svaki uložak ne bi uopće bilo problema oko traženja žiga, već bi se on
jasno vidio pri samom uzimanju u ruku prilikom pakiranja. Ovako se to pretvorilo u višesatan
posao nekoliko ljudi koji su označavali markerom obrise žiga kako bi inspektor prilikom
pregleda brzo uočio gdje se nalazi žig. Inspektor ne prihvaća ni jedan cijevni luk na kojem se
ne vidi obris žiga i svaki taj komad postaje škart. Uz velike gubitke vremena nastaje i
materijalni trošak jer se mora ponovno naručiti atestirana cijev, inspektor mora označiti sve
uloške i ponovno se moraju proizvesti novi lukovi. Uz sve te troškove može doći i do
dodatnog troška zbog kašnjenja isporuke.
1.2 Definiranje cilja
Cilj ovog rada je izraditi konstrukcijsko rješenje uređaja kojim bi se strojno utiskivao
žig na cijev kako ne bi dolazilo do lošeg utiskivanja žiga zbog ljudskog faktora, čime bi se
eliminirao velik broj nepotrebnih troškova. Također bi i sam posao označavanja bio puno brže
i lakše obavljen uz bolju kvalitetu izrade.
Uređaj je potrebno konstruirati tako da može prihvatiti alat za utiskivanje žiga i da ga
je jednostavno promijeniti. S obzirom na to da se ulošci za izradu cijevnih lukova izrezuju iz
sirove cijevi, uređaj mora moći prihvatiti cijevi dužine 6 m, minimalnog promjera 21 mm i
maksimalnog promjera 159 mm.
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
2 POSTUPAK IZRADE CIJEVNIH LUKOVA HAMBURŠKIM POSTUPKOM
Cijevni lukovi proizvedeni ovim postupkom nezamje
cjevovodnim instalacijama u kojima se poj
gdje se zahtijeva mali otpor strujanju. Postupak je patentirao Böhling u Hamburgu 1940
godina.
Cijevni uložak zagrijan na približno 7
posebno oblikovanog trna.
Slika 2
Na Slici 4. dan je shematski
linija za proizvodnju cijevnih lukova neovisno o načinu zagrijavanja:
1 - trn, oblikovan tako da omogući tečenje materijala, kraj trna je kalibrirajući,
2 - motka na kojoj usmjereno prolaze međusobno zavareni ulošci
3 - cijevni uložak,
4 - prešani cijevni uložak u postupku obli
5 - hidraulički pogonjen potisni mehanizam
6 - oblikovani cijevni luk od 180°
7 - površina za prešanje, omogućava ravnomjerni pritisak po obodu cijevnog uloška
POSTUPAK IZRADE CIJEVNIH LUKOVA HAMBURŠKIM
Cijevni lukovi proizvedeni ovim postupkom nezamjenjiva su komponenta u svim
cjevovodnim instalacijama u kojima se pojavljuju visoki tlakovi, naprezanja i vibracije, te
jeva mali otpor strujanju. Postupak je patentirao Böhling u Hamburgu 1940
Cijevni uložak zagrijan na približno 750°C preša se pomoću hidrauličke preše preko
2. Oblikovanje cijevnog luka preko trna
lici 4. dan je shematski prikaz osnovnih elemenata gotovo svih vrsta tehnoloških
cijevnih lukova neovisno o načinu zagrijavanja:
trn, oblikovan tako da omogući tečenje materijala, kraj trna je kalibrirajući,
motka na kojoj usmjereno prolaze međusobno zavareni ulošci,
cijevni uložak u postupku oblikovanja luka na trnu,
hidraulički pogonjen potisni mehanizam,
oblikovani cijevni luk od 180°,
, omogućava ravnomjerni pritisak po obodu cijevnog uloška
Diplomski rad
3
POSTUPAK IZRADE CIJEVNIH LUKOVA HAMBURŠKIM
njiva su komponenta u svim
ljuju visoki tlakovi, naprezanja i vibracije, te
jeva mali otpor strujanju. Postupak je patentirao Böhling u Hamburgu 1940-ih
se pomoću hidrauličke preše preko
osnovnih elemenata gotovo svih vrsta tehnoloških
trn, oblikovan tako da omogući tečenje materijala, kraj trna je kalibrirajući,
, omogućava ravnomjerni pritisak po obodu cijevnog uloška.
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
2.1 Rezanje uloška za cijevne lukove
Prije početka rezanja rukovoditelj proiz
radnom nalogu i provjerava
Izdvojene cijevi za rezanje rukovoditelj proizvodnje označava pratećom karticom s podacima
iz naloga. Operater pile podešava ure
rezanja. Dužina uloška određena je
rukovoditelj proizvodnje, što mora dalje evidentirati. Provjeru prvog uloška ovjerava i glavni
kontrolor. Uložak mora biti bez srhova, strugotine i vidljivih oštećenja.
režu na tračnim pilama.
2.2 Hamburški postupak
Proces dobivanja cijevnog luka
zagrijavanju gdje se toplim oblikovanjem iz cijevi jednog promjera dobiva luk većeg
promjera cijevi uz istu polaznu debljinu st
oblikovanja se istovremeno događa sabijanje i savijanje cijevnog uloška koje omogućava
tečenje zagrijanog materijala preko posebno oblikovanog trna na temperaturi uloška oko 730
750 °C. Pri tome dolazi do tlačnog naprezanja u st
vlačnog naprezanja u stijenci s vanjske strane zakrivljenja.
materijala od unutrašnje stijenke prema vanjskoj, tako da cijevni luk zadržava istu debljinu
za cijevne lukove
Prije početka rezanja rukovoditelj proizvodnje bira i provjerava oznaku cijevi prema
adnom nalogu i provjerava odgovara pripremljena cijev podacima na
Izdvojene cijevi za rezanje rukovoditelj proizvodnje označava pratećom karticom s podacima
podešava uređaj za rezanje (graničnik) prema propisanoj dužini
rezanja. Dužina uloška određena je radnim nalogom, a u slučaju potrebe mijenja ju isključivo
rukovoditelj proizvodnje, što mora dalje evidentirati. Provjeru prvog uloška ovjerava i glavni
mora biti bez srhova, strugotine i vidljivih oštećenja. Ulošci
Slika 3. Rezanje uloška
Proces dobivanja cijevnog luka zbiva se pri plinskom, odnosno indukcijskom
zagrijavanju gdje se toplim oblikovanjem iz cijevi jednog promjera dobiva luk većeg
promjera cijevi uz istu polaznu debljinu stijenke. Kako bi se to omogućilo
oblikovanja se istovremeno događa sabijanje i savijanje cijevnog uloška koje omogućava
tečenje zagrijanog materijala preko posebno oblikovanog trna na temperaturi uloška oko 730
Pri tome dolazi do tlačnog naprezanja u stijenci s unutarnje strane
jenci s vanjske strane zakrivljenja. Ova naprezanja uzrokuju tečenje
jenke prema vanjskoj, tako da cijevni luk zadržava istu debljinu
Diplomski rad
4
vodnje bira i provjerava oznaku cijevi prema
podacima na radnom nalogu.
Izdvojene cijevi za rezanje rukovoditelj proizvodnje označava pratećom karticom s podacima
đaj za rezanje (graničnik) prema propisanoj dužini
adnim nalogom, a u slučaju potrebe mijenja ju isključivo
rukovoditelj proizvodnje, što mora dalje evidentirati. Provjeru prvog uloška ovjerava i glavni
Ulošci se uglavnom
pri plinskom, odnosno indukcijskom
zagrijavanju gdje se toplim oblikovanjem iz cijevi jednog promjera dobiva luk većeg
jenke. Kako bi se to omogućilo, tijekom
oblikovanja se istovremeno događa sabijanje i savijanje cijevnog uloška koje omogućava
tečenje zagrijanog materijala preko posebno oblikovanog trna na temperaturi uloška oko 730 -
strane zakrivljenja, a do
Ova naprezanja uzrokuju tečenje
jenke prema vanjskoj, tako da cijevni luk zadržava istu debljinu
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
stijenke koju je imao kao cijevni uložak. Dužina c
dužine cijevnog uloška.
Prešanje se izvodi brzinom od 0,2 do 1,8 m/min, ovisno o promjeru cijevi
stupnju zagrijanosti.
Slika 4.
2.2.1 Područje primjene
Postupak se primjenjuje za savijanje lukova 21,3
hidrauličkim prešama 30 t pritiska s plinskim zagrijavanjem, lukova 76,1
90 t pritiska i 323,9 - 610,0 mm na preši 200 t p
2.2.2 Podešavanje stroja
Nalog za podešavanje stroja izdaje rukovoditelj proizvodnje na osnovu
te poslovođi održavanja izdaje potrebni alat.
savijanje određene dimenzije zadane
- postavljanje motke s odgovarajućim trnom;
- postavljanje potisnog alata;
- postavljanje odgovarajućega
Kod plinskog zagrijavanja podešava se položaj plamenika tako da plamen bude
usmjeren prema početku zone deformacije na trnu, a položaj peći tako da trn bude u sredini
jenke koju je imao kao cijevni uložak. Dužina cijevnog luka znatno je kraća od početne
Prešanje se izvodi brzinom od 0,2 do 1,8 m/min, ovisno o promjeru cijevi
Cijevni luk dobiven hamburškim postupkom
Postupak se primjenjuje za savijanje lukova 21,3 - 60,3 mm na horizontalnim
tiska s plinskim zagrijavanjem, lukova 76,1 -
610,0 mm na preši 200 t pritiska zagrijavanih elektro
Nalog za podešavanje stroja izdaje rukovoditelj proizvodnje na osnovu
te poslovođi održavanja izdaje potrebni alat. Podešavanje horizontalne hidrauličke preše za
savijanje određene dimenzije zadane radnim nalogom obuhvaća sljedeće:
postavljanje motke s odgovarajućim trnom;
kola sa signaturom.
Kod plinskog zagrijavanja podešava se položaj plamenika tako da plamen bude
tku zone deformacije na trnu, a položaj peći tako da trn bude u sredini
Diplomski rad
5
ijevnog luka znatno je kraća od početne
Prešanje se izvodi brzinom od 0,2 do 1,8 m/min, ovisno o promjeru cijevi, debljini stijenke i
60,3 mm na horizontalnim
273,0 mm na preši
ih elektro - induktivno.
Nalog za podešavanje stroja izdaje rukovoditelj proizvodnje na osnovu radnog naloga
Podešavanje horizontalne hidrauličke preše za
Kod plinskog zagrijavanja podešava se položaj plamenika tako da plamen bude
tku zone deformacije na trnu, a položaj peći tako da trn bude u sredini
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
prostora peći. Zapaljuje se inicijal
plina, koji se u slučaju potrebe podešava ventilima sve dok plamen na vrhu ne postane
plavičast. Podešavanje se kontrolira vizualno.
Kod elektro - induktivnog zagrijavanja podešava se položaj induktora tako da njegov
središnji dio koji daje najveću energiju pokriva početak zone deformacije na trnu. Induktor
mora ležati na izoliranoj površini
uključen ne smije dotaknuti trn ili uložak cijevi.
2.2.3 Pokretanje procesa savijanja
Proces savijanja lukova sastoji se od:
- predgrijavanja trna i cijevnog uloška kojim je obložen
- savijanja.
Nakon podešavanja stroja, poslovođa proizvodnje daje odobrenje za pokretanje procesa nakon
što je provjerio:
- stanje, količinu i identifikaciju uložne cijevi;
- sadržaj signature;
- prvi i naredni segment.
Operater linije je zadužen za poredanost i privarenost prv
Pravila za slaganje segmenta od cijevnih uložaka:
1) cijevni uložak mora biti ravno odrezan tako da
susjedne uloške,
Dozvoljeni zazor Z između dva uloška ovisi o debljini st
Tablica 1
Debljina stijenke S (mm) Dozvoljeni zazor Z (mm)
prostora peći. Zapaljuje se inicijalni plamen i uključe plamenici te se provjeri omjer zraka i
plina, koji se u slučaju potrebe podešava ventilima sve dok plamen na vrhu ne postane
vičast. Podešavanje se kontrolira vizualno.
nog zagrijavanja podešava se položaj induktora tako da njegov
središnji dio koji daje najveću energiju pokriva početak zone deformacije na trnu. Induktor
mora ležati na izoliranoj površini ( bezazbestnoj vatrootpornoj ploči) i dok je pretvarač
uključen ne smije dotaknuti trn ili uložak cijevi.
Pokretanje procesa savijanja
Proces savijanja lukova sastoji se od:
predgrijavanja trna i cijevnog uloška kojim je obložen,
poslovođa proizvodnje daje odobrenje za pokretanje procesa nakon
stanje, količinu i identifikaciju uložne cijevi;
linije je zadužen za poredanost i privarenost prvog i narednog segmenta
od cijevnih uložaka:
1) cijevni uložak mora biti ravno odrezan tako da što većom površinom profila pri
Slika 5 . Zazor između uložaka
između dva uloška ovisi o debljini stijenke cijevi i iznosi:
1 . Dozvoljeni zazor Z između dva uloška
2,0 - 2,6 2,9 - 3,6 4,0 - 6,3 7,1 -0,2 - 0,5 0,5 - 1,0 1,0 - 1,5 1,5 -
Diplomski rad
6
se provjeri omjer zraka i
plina, koji se u slučaju potrebe podešava ventilima sve dok plamen na vrhu ne postane
nog zagrijavanja podešava se položaj induktora tako da njegov
središnji dio koji daje najveću energiju pokriva početak zone deformacije na trnu. Induktor
) i dok je pretvarač
poslovođa proizvodnje daje odobrenje za pokretanje procesa nakon
segmenta.
što većom površinom profila prianja na
jenke cijevi i iznosi:
- 8,8 10,0 - 12,5 - 2,0 2,0 - 3,0
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
2) cijevni ulošci moraju biti postavljeni u uzdužnoj osi tako da međusobno prianjaju punim profilom.
Slika 6
Ako dođe do međusobnog pomaka
sljedeći, što dovodi do oštećenja ili čak do usijecanja cijevi u cijev.
Dozvoljeni međusobni pomak
Tablica
Debljina stijenke S (mm)
Međusobni pomak H (mm)
Položaj uloška u odnosu na prethodni
djelomičnim zavarivanjem uložaka, pri čemu zavar ne smije biti duži od:
Tablica
Zavar se izvodi elektrodom za elektrolučno zavarivanje.
Zavar se locira na obodu cijevi koji nailazi na vanjsku (vlačnu) zonu deformacije, što
omogućava lagano otkidanje zavara kod odvajanja cijevnog luka nakon silaska s trna.
2) cijevni ulošci moraju biti postavljeni u uzdužnoj osi tako da međusobno prianjaju punim
6. Međusobni pomak cijevnih uložaka
do međusobnog pomaka cijevi, bitno se smanjuje površina kojom uložak potiskuje
, što dovodi do oštećenja ili čak do usijecanja cijevi u cijev.
međusobni pomak H između dva uloška ovisi o debljini stijenke cijevi i iznosi:
Tablica 2. Dozvoljeni međusobni pomak H
2,0 - 2,6 2,9 - 3,6 4,0 - 6,3 7,1 -
0,2 - 0,5 0,5 - 1,0 1,0 - 1,5 1,5 -
Položaj uloška u odnosu na prethodni i naredni, u okviru navedenih tolerancija, osigurava se
djelomičnim zavarivanjem uložaka, pri čemu zavar ne smije biti duži od:
lica 3. Maksimalna duljina zavara uloška
Zavar se izvodi elektrodom za elektrolučno zavarivanje.
Zavar se locira na obodu cijevi koji nailazi na vanjsku (vlačnu) zonu deformacije, što
omogućava lagano otkidanje zavara kod odvajanja cijevnog luka nakon silaska s trna.
Diplomski rad
7
2) cijevni ulošci moraju biti postavljeni u uzdužnoj osi tako da međusobno prianjaju punim
bitno se smanjuje površina kojom uložak potiskuje
jenke cijevi i iznosi:
- 8,8 10,0 - 12,5
- 2,0 2,0 - 3,0
i naredni, u okviru navedenih tolerancija, osigurava se
Zavar se locira na obodu cijevi koji nailazi na vanjsku (vlačnu) zonu deformacije, što
omogućava lagano otkidanje zavara kod odvajanja cijevnog luka nakon silaska s trna.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 8
2.2.4 Predgrijavanje trna (trn mora biti obložen cijevnim uloškom)
U slučaju da je trn iz bilo kojeg razloga ohlađen (zbog popravka, promjene motke ili
sl.), predgrijava se :
- na plinskim linijama isto kao i s uloškom;
- kod elektro - induktivnog zagrijavanja problem je složeniji jer austenitni materijali
od kojih su izrađeni trnovi nisu magnetični, pa ih induktor slabo zagrijava. Trn se praktički
zagrijava posredno, preko čeličnog uloška. Postepeno "navlačenje" uloška i progrijavanje trna
iskustveni je postupak koji mogu izvoditi samo radnici koji su obučeni i evidentirani kao
operateri linija.
2.2.4.1 Predgrijavanje na plinskim linijama
Operater linije paljenjem plamenika počinje proces zagrijavanja sve dok temperatura
ne dostigne 750°C. Plamen se tada gasi i nakon 5 min ponovno se temperatura podiže na
750°C. Trn je progrijan i spreman za rad.
2.2.4.2 Predgrijavanje na liniji RP 90/730
Zagrijavanje počinje uključivanjem pretvarača, a regulira se podizanjem snage. Trn se
progrijava naizmjeničnim uključivanjem i isključivanjem grijanja do 750°C, prema sljedećim
iskustvenim preporukama za dimenzije:
88,9 - 159,0 mm - pauza za progrijavanje iznosi 3 - 5 min
168,3 - 273,0 mm - pauza za progrijavanje iznosi 5 - 7 min
2.2.4.3 Predgrijavanje na liniji HP 200/400
Zagrijavanje počinje uključivanjem pretvarača, a regulira se podizanjem snage. Trn se
progrijava naizmjeničnim uključivanjem i isključivanjem grijanja do 750°C, prema sljedećim
iskustvenim preporukama za dimenzije:
323,9 - 406,4 mm - pauza za progrijavanje iznosi 4 - 6 min
457,0 - 610,0 mm - pauza za progrijavanje iznosi 5 - 8 min
2.2.5 Savijanje
2.2.5.1 Savijanje na plinskim linijama
Operater zadržava konstantnu temperaturu u zoni savijanja podešavajući brzinu
deformacije pomoću pritiska preše. S obzirom na to da brzina deformacije ovisi o dimenziji
cijevi i debljini stijenke, za pritisak su dane sljedeće iskustvene vrijednosti:
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Tablica 4.
Vizualnom kontrolom procesa savijanja upravljač može smanjiti ili povećati pritisak ovisno o
ponašanju uloška na trnu, u ograničenom području od ± 5 bara.
2.2.5.2 Savijanje na elektro -
Kod ove linije operater
temperature putem reguliranja snage pretvarača. Zadatak je postizanje optimalne brzine
deformacije bez da temperatura
U sljedećoj tablici dani su iskustveni parametri za razna dimenzijska područja:
Tablica 5. Parametri za savijanje na elektro
2.2.5.3 Savijanje na elektro -
Kod ove linije operater
temperature putem reguliranja snage pretvarača. Zadatak je postizanje optimalne brzine
deformacije bez da temperatura
U sljedećoj tablici dani su iskustveni par
Pritisak za savijanje na plinskim linijama
Vizualnom kontrolom procesa savijanja upravljač može smanjiti ili povećati pritisak ovisno o
ponašanju uloška na trnu, u ograničenom području od ± 5 bara.
- induktivnoj liniji RP 90/730
operater raspolaže mogućnošću reguliranja pritiska, a također i
temperature putem reguliranja snage pretvarača. Zadatak je postizanje optimalne brzine
bez da temperatura pada ispod 750°C.
U sljedećoj tablici dani su iskustveni parametri za razna dimenzijska područja:
Parametri za savijanje na elektro - induktivnoj liniji RP 90/730
- induktivnoj liniji HP 200/400
operater raspolaže mogućnošću reguliranja pritiska, a također i
temperature putem reguliranja snage pretvarača. Zadatak je postizanje optimalne brzine
bez da temperatura ne pada ispod 750°C.
U sljedećoj tablici dani su iskustveni parametri za razna dimenzijska područja:
Diplomski rad
9
Vizualnom kontrolom procesa savijanja upravljač može smanjiti ili povećati pritisak ovisno o
tiska, a također i
temperature putem reguliranja snage pretvarača. Zadatak je postizanje optimalne brzine
U sljedećoj tablici dani su iskustveni parametri za razna dimenzijska područja:
noj liniji RP 90/730
tiska, a također i
temperature putem reguliranja snage pretvarača. Zadatak je postizanje optimalne brzine
ametri za razna dimenzijska područja:
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Tablica 6. Parametri za savijanjanje na elektro
2.3 Rezanje luka na mjeru
2.3.1 Odrezivanje i prerezivanje cijevnih lukova koji se savijaju pod 180° ( 21,3
Operacija se odvija na prethodno pripremljenom stroju za rezanje na koji
podešava odgovarajući alat. Kriterij za podešavanja steznog alata je kota "
Da bi se osigurao kut od 180°
odlučuje rukovoditelj proizvodnje t
Ovisno o vrsti pile, operater na rezanju podešava sljedeće parametre stroja:
- visinu gornjeg i donjeg položaja pile
- posmak, u ovisnosti od dimenzije i debljine st
-provjerava ispravnost krajnjih prekidača koji uključuju povr
alat,
- tijekom rada kontrolira ispravnosti i oštrinu pile
2.3.2 Ukosivanje rubova cijevnih lukova s debljinom st2.2)
Dimenzije lukova do promjera 60,3 mm
strojevima pomoću stezne naprave koja se montira na steznu glavu tokarilice. Geometrijom
rezne oštrice osigurava se kut
Dimenzije promjera od 76,1 do 273,0 mm u
Parametri za savijanjanje na elektro - induktivnoj liniji HP 200/400
Rezanje luka na mjeru
Odrezivanje i prerezivanje cijevnih lukova koji se savijaju pod 180° ( 21,3
vija na prethodno pripremljenom stroju za rezanje na koji
podešava odgovarajući alat. Kriterij za podešavanja steznog alata je kota "b
Da bi se osigurao kut od 180°, cijevni uložak se savija na 200° - 210°
odlučuje rukovoditelj proizvodnje tijekom procesa savijanja, podešavanjem dužine uloška.
na rezanju podešava sljedeće parametre stroja:
visinu gornjeg i donjeg položaja pile,
posmak, u ovisnosti od dimenzije i debljine stijenke,
provjerava ispravnost krajnjih prekidača koji uključuju povratni hod pile i otvaraju stezn
kom rada kontrolira ispravnosti i oštrinu pile.
cijevnih lukova s debljinom stijenke većom od 3 mm (DIN 2559
lukova do promjera 60,3 mm ukosuju se na univerzalnim tokarskim
strojevima pomoću stezne naprave koja se montira na steznu glavu tokarilice. Geometrijom
rezne oštrice osigurava se kut ukosivanja od 25˘ do 30°
promjera od 76,1 do 273,0 mm ukosuju se namjenskim strojevima SZS.
Diplomski rad
10
noj liniji HP 200/400
Odrezivanje i prerezivanje cijevnih lukova koji se savijaju pod 180° ( 21,3 -273,0 mm)
vija na prethodno pripremljenom stroju za rezanje na koji se postavlja i
b".
210°, o čemu konačno
kom procesa savijanja, podešavanjem dužine uloška.
na rezanju podešava sljedeće parametre stroja:
atni hod pile i otvaraju stezni
jenke većom od 3 mm (DIN 2559-
se na univerzalnim tokarskim
strojevima pomoću stezne naprave koja se montira na steznu glavu tokarilice. Geometrijom
se namjenskim strojevima SZS.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 11
2.3.3 Rezanje i ukosivanje rubova cijevnih lukova koji se savijaju pod 90° (323,9 - 610,0
mm)
Kod ove grupe lukova rezanje i ukosivanje je jedna operacija koja se obavlja na istom
stroju. Stroj se sastoji od oksi - propan garniture za plinsko rezanje i okretnog stola sa
steznom napravom.
2.4 Završna obrada
2.4.1 Čišćenje površine cijevnih lukova
2.4.1.1 Bubnjanje
Bubnjanjem se čiste cijevni lukovi dimenzije od 21,3 do 88,9 mm. Ako se nečistoća
površine sastoji od produkata korozije bubanj se do 1/4 volumena napuni smjesom otpadnog
stakla i suhoga kvarcnog pijeska granulacije 0,2 - 1,0 mm u omjeru 1:10. Ako je površina
masna od sredstava za podmazivanje potrebno je smjesi za čišćenje dodati drvenu piljevinu u
omjeru 4:1 prema staklu. Bubanj se nakon toga puni do 3/4 volumena proizvodima koje treba
čistiti i vrtjeti 25 - 30 min. Ako površina nije dovoljno očišćena, ciklus se ponavlja i to sve
dok rezultat ne bude zadovoljavajuć.
Slika 7. Bubnjanje
2.4.1.2 Sačmarenje
Čiste se svi lukovi dimenzija koje stanu u komoru stroja, a to su cijevni lukovi
promjera od 88,9 do 355,6 mm. Sačmarenje se obavlja u stroju za sačmarenje koji je
opremljen okretnim stolom promjera 1200 mm i turbinom promjera 300 mm koja je
namijenjena za čeličnu sačmu 0,8 - 1,2 mm. Jedan ciklus traje 3 min. Čistiti se može ona
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 12
količina proizvoda koja se na raspoloživi prostor stola može složiti u jednom sloju. Nakon
svakog ciklusa komora se otvara i proizvodi se okreću tako da neočišćeni dijelovi budu
izloženi djelovanju sačme. Ciklusi se ponavljaju sve dok površina proizvoda nema
zadovoljavajuću čistoću.
Slika 8. Sačmarenje
2.4.1.3 Pjeskarenje
Pjeskarenjem se čiste dimenzije cijevnih lukova koje ne stanu u bubanj ili stroj za
sačmarenje. Pjeskarenje se obavlja suhim kvarcnim pijeskom granulacije 1 - 3 mm i
komprimiranim zrakom 6 - 7,5 bar protoka 10 l/s. Radnik mlazom pijeska čisti cjelokupnu
površinu proizvoda sve dok ona ne postigne zadovoljavajuću čistoću.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 13
Slika 9. Pjeskarenje
2.4.2 Površinska zaštita
Proizvodi koji se pakiraju u kartonske kutije ne zaštićuju se premazom.
Proizvodi koji se otpremaju iz proizvodnje u skladište složeni su na palete, zaštićuju se
inhibitorom korozije za zaštitu metalnih površina pri otvorenom skladištenju. Premaz ne smije
biti štetan za zdravlje i okoliš. Premaz se nanosi rasprskavanjem u sloju koji osigurava
pokrivanje cijele površine, pri čemu ne smije doći do slijevanja kapi s gornjih površina i
nakupljanja premaza unutar ili oko proizvoda. Prije daljnjeg postupka pakiranja premaz se
mora osušiti.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 14
3 ANALIZA TRŽIŠTA
Na tržištu se mogu naći razni uređaji za označavanje na metalnim površinama. Ti
uređaji se mogu podijeliti s obzirom na način izrade oznake. Postoje uređaji za lasersko
označavanje, iglično označavanje, označavanje udarcem, vruće označavanje, elektrokemijsko
i označavanje po obodu. Daljnja analiza usmjerena je na uređaje za iglično označavanje,
označavanje udarcem i označavanje po obodu.
3.1 Uređaji za iglično označavanje
Tehnologijom igličnog označavanja omogućeno je kontinuirano označavanje krutih
materijala poput metala. Ovu vrstu uređaja odlikuje kvaliteta i brzina ispisa, jednostavna
kontrola, jednostavnost izmjene podataka za ispis te velik izbor opcija pri upisu podataka.
Zbog svojih dimenzija i oblika posebno su povoljni za upotrebu kao samostojeći uređaji, lako
se integriraju u proizvodnu liniju ili poseban stroj, te su pogodni za prijenosne ručne izvedbe
koje su pogodne za označavanje na terenu. Spektar opcija označavanja ovisi o opremi koja se
koristi uz uređaj.
3.1.1 Model ADP 2560-B
Slika 10. Model ADP 2560-B
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 15
Samostojeća izvedba uređaja za iglično označavanje koji se sastoji od baze i stalka na
koji se postavlja glava za označavanje. Čitav sustav je kontroliran samostalnom kontrolnom
jedinicom. Igla se pokreće automatski, izrađena je od tvrdog metala, a udara se pomoću
komprimiranog zraka (4 - 8,3 bar) ili električnog impulsa. Uređaj je moguće koristiti bez
fiksnog držača što je posebno pogodno kod označavanja na terenu ili za predmete velikih
gabarita. Uz uređaj se može naručiti rotaciona os koja služi za označavanje po obodu.
Područje označavanja je 25 x 60 mm. Napajanje je 48 V preko kontrolera.
3.1.2 Model ADP 25120 - P
Slika 11. Model ADP 25120-P
Prijenosna izvedba uređaja za iglično označavanje koja se posebno ističe zbog svoje
fleksibilnosti označavanja na različitim mjestima. Glava za označavanje je kompaktnih
dimenzija te ima ergonomski oblikovanu dršku za ruku za ugodniji rad. Spaja se na kontroler
pomoću komunikacijskoga kabela. Igla je izrađena od tvrdog metala, a udara se pomoću
komprimiranog zraka ili električnog impulsa. Uređaj je mase 4,9 kg.
3.2 Uređaji za označavanje udarcem
Jedan od najčešćih načina strojnog označavanja je označavanje udarcem. Ovim
postupkom moguće je označavati pojedinačne komade i velike serije.
Strojevi za udarno označavanje mogu se koristiti i za zakivanje, ugradnju ili perforaciju. Vrlo
preciznom silom udarca jamči se kvaliteta proizvodnog procesa. Neke od karakteristika
udarnih strojeva su:
- tijekom prednaprezanja ne dolazi do deformacije materijala,
- jednaka dubina otisaka,
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 16
- moguće reguliranje sile udarca,
- velika brzina označavanja.
3.2.1 Model MB 20
Slika 12. MB 20
Uređaj za manualno utiskivanje žiga. Utiskuje se ručnim zakretanjem poluge nakon
čijeg dijelovanja se putem mehanizma ostvaruje udarna sila. Utisna sila ovog modela je 30
kN. Visina predmeta koju može prihvatiti je od 0 do 330 mm. Masa uređaja je 33 kg.
3.2.2 Model MB 21
Slika 13. MB 21
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 17
Kombinirani stroj za označavanje udarcem gdje se može označavati na dva načina:
ručno ili pneumatski. Prednost ovih strojeva je visok stupanj učinkovitosti zahvaljujući
dvoradnom pneumatskom cilindru. Uređaj je jednostavno integrirati u proizvodnu liniju.
Maksimalna sila udarca iznosi 35 kN. Visina predmeta koji se može prihvatiti je od 0 do 270
mm. Masa uređaja je 53 kg. Za rad pneumatskog cilindra potrebno je osigurati pritisak zraka
od 6 bara, a potrošnja zraka je 2,3 L po udarcu.
3.3 Uređaji za označavanje po obodu
3.3.1 MB 71 EP
Slika 14. MB 71 EP
Ovi strojevi svoju primjenu nalaze kod označavanja cilindričnih predmeta različitih
veličina i promjera. Ovaj model je automatizirana verzija uređaja za označavanje po obodu s
pneumatskim cilindrom pomoću kojega se vrši automatski pritisak na glavu za označavanje.
Korištenjem pneumatskog cilindra osigurava se jednaka i vrlo precizna dubina otiska.
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
4 PRETRAGA BAZE PATENATA
4.1 Pneumatski upravljan stroj za označavanje
Patent US 2427358A
Autor: Stephen Kovach
Datum objavljivanja: 20.8.1945.
Ovaj izum se odnosi na udarni stroj, posebno koristan za utiskivanje identifikacijske
oznake i simbola na metalne dijelove. Cilj ovog izuma je
utiskivanje žiga s mogućnošću označavanja velikog broja metaln
rukovanjem. Drugi cilj je lako i brzo prilagođavanje stroja za različite veličine i oblike
metalnih dijelova na koje se utiskuje žig. Uređaj je osmišljen tako da dodatno pohranjuje
energiju u opruzi kako bi mogao isporučiti
pneumatskog cilindra dovodi se pomoću fleksibilnog crijeva. Prstenasti odbojnik od sintetske
gume ili sličnog materijala pričvršćen na unutarnju p
klipa pri povratnom hodu. Drugi k
pomoću kojeg se cilindar spaja s izvorom komprimiranog zraka ili atmosferom.
PRETRAGA BAZE PATENATA
Pneumatski upravljan stroj za označavanje
Datum objavljivanja: 20.8.1945.
Slika 15. Patent US 2427358A
Ovaj izum se odnosi na udarni stroj, posebno koristan za utiskivanje identifikacijske
oznake i simbola na metalne dijelove. Cilj ovog izuma je dati poluautomatski s
nošću označavanja velikog broja metalnih dijelova s minimalnim
rukovanjem. Drugi cilj je lako i brzo prilagođavanje stroja za različite veličine i oblike
metalnih dijelova na koje se utiskuje žig. Uređaj je osmišljen tako da dodatno pohranjuje
energiju u opruzi kako bi mogao isporučiti jači udarac. Komprimirani zrak za pokretanje
pneumatskog cilindra dovodi se pomoću fleksibilnog crijeva. Prstenasti odbojnik od sintetske
gume ili sličnog materijala pričvršćen na unutarnju površinu završne pločice spr
klipa pri povratnom hodu. Drugi kraj fleksibilnog crijeva spojen je na ventil
pomoću kojeg se cilindar spaja s izvorom komprimiranog zraka ili atmosferom.
Diplomski rad
18
Ovaj izum se odnosi na udarni stroj, posebno koristan za utiskivanje identifikacijske
dati poluautomatski stroj za
ih dijelova s minimalnim
rukovanjem. Drugi cilj je lako i brzo prilagođavanje stroja za različite veličine i oblike
metalnih dijelova na koje se utiskuje žig. Uređaj je osmišljen tako da dodatno pohranjuje
Komprimirani zrak za pokretanje
pneumatskog cilindra dovodi se pomoću fleksibilnog crijeva. Prstenasti odbojnik od sintetske
ršne pločice sprječava udar
raj fleksibilnog crijeva spojen je na ventil s tri položaja
pomoću kojeg se cilindar spaja s izvorom komprimiranog zraka ili atmosferom.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 19
5 FUNKCIJSKA DEKOMPOZICIJA
Mehanička
energija
Slika 16. Funkcijska dekompozicija
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 20
6 MORFOLOŠKA MATRICA
Morfološka matrica formira se na temelju funkcijske dekompozicije, tako da se za
svaku funkciju navedu moguća rješenja za njeno izvršenje.
Tablica 7. Morfološka matrica
1.
Električnu
energiju
prihvatiti
Priključak na
el.mrežu
Akumulator Generator
2.
Električnu
energiju
regulirati
Prekidač
Regulator
3.
Električnu
energiju u
mehaničku
pretvoriti
Elektromotor
Servomotor
Kompresor
Hidraulična pumpa s elektromotorom
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
4.
Mehaničku
energiju
voditi
Kardansko vratilo
Hidrauličko crijevo
5.
Mehaničku
energiju
regulirati
6. Cijev
prihvatiti Stezna čeljust
7. Cijev voditi
Kardansko vratilo
Lančani prijenos
Hidrauličko crijevo
Remenski prijenos
Regulator
Magnet Stezna naprava
Stezna čeljust Valjci
Valjci
Lanac
Diplomski rad
21
Zupčani prijenos
Remenski prijenos
Stezna naprava
Lanac
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 22
Transportna traka
8. Cijev
pozicionirati
Koračni motor
Senzor
Opruga
9.
Dužinu
uloška
odrediti
Regulator
Metar
10. Žig prihvatiti
Stezna glava
Magnet
11. Žig voditi
Vodilice
12. Žig
pozicionirati
Vijčani spoj
Hidraulični cilindar
13.
Silu
utiskivanja
odrediti
Regulator
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
14. Žig na cijev
utisnuti
Hidraulični cilindar
15. Vibracije
prigušiti
16. Buku
prigušiti
17.
Transport
uređaja
omogućiti
18.
Sigurno
rukovanje
strojem
omogućiti
Hidraulični cilindar
Pneumatski cilindar
Amortizer
Gumeni valjak
Izolacija
Ventil za prigušivanje buke
Kotač
Ručka
Prihvat za viličar
Štitnik
Naljepnica za upozorenje
Diplomski rad
23
Zubna letva
Gumeni valjak
prigušivanje buke
Prihvat za viličar
Naljepnica za upozorenje
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 24
7 KONCEPTI
7.1 Koncept I
Slika 17. Koncept I
Koncept I funkcionira po principu obodnog utiskivanja žiga. Jedinica za utiskivanje
žiga sastoji se od dvije kružne ploče u kojima se nalazi jednak utor u koji dolazi žig zadanih
dimenzija. Dvije se ploče stežu vijcima i tvore disk koji služi kao nosač alata. Karakteristika
ovoga koncepta je u tome što se žig utiskuje uvijek na jednakoj duljini uloška i ona je
određena promjerom samog diska. U slučaju da se želi mijenjati dimenzija uloška na koji se
utiskuje žig, mora se raditi novi disk određenog promjera. Nema udarnog opterećenja na
cijevi. Konusni valjci služe za centriranje cijevi kako bi ona bez obzira na promjer prolazila
sredinom uređaja. Između konusnog valjka i diska za utiskivanje mora se održavati
konstantna sila potrebna za prodiranje otiska žiga u površinu cijevi. Konusni valjak spojen na
pogonsku jedinicu pomiče cijev te ona preko dodirne površine rotira disk sa žigom što dovodi
do toga da nije potrebna posebna pogonska jedinica za pokretanje diska.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 25
7.2 Koncept II
Slika 18. Koncept II
Valjci se nalaze u horizontalnoj i vertikalnoj ravnini te služe za usmjeravanje i
pridržavanje cijevi. Valjci 1, 2 i 3 su horizontalni fiksni valjci po kojima se cijev giba. Iznad
valjka 2 se nalazi žig te bi taj valjak preuzimao silu utiskivanja. Parovi okomitih valjaka 5 i 6
te 4 i 7 su spojeni trapeznim vretenom čijom rotacijom se ostvaruje približavanje, odnosno
udaljavanje valjaka ovisno o promjeru cijevi na koju se utiskuje žig. Na jedan od valjaka se
spaja pogonski mehanizam koji ostvaruje pomak cijevi za duljinu predviđenog uloška. Žig
zadanih dimenzija se steže u posebno konstruiran alat koji se pričvršćuje na klipnjaču
pneumatskog cilindra. Cilindar se može komprimiranim zrakom opsluživati iz vlastite
jedinice za pripremu komprimiranog zraka ili može biti jednostavno spojen na postojeću
pneumatsku instalaciju u industriji. Regulatorom tlaka može se jednostavno upravljati silom
udarca.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 26
7.3 Koncept III
Slika 19. Koncept III
Koncept se sastoji od platforme koju čine dvije paralelne čelične ploče s utorima kroz
koje se giba lanac. Platforme su međusobno zavarene s dva I profila. Na lanac su pričvršćene
poprečne lopatice koje nose cijev i pomiču je za određenu dužinu uloška. Lance pokreće
koračni motor kojim se može točno upravljati pomak lanaca. Na početku i kraju platforme
nalaze se po dva vertikalna valjka koji pridržavaju cijev da se giba sredinom uređaja. Valjci
su međusobno spojeni oprugom koja ih pritiskuje uz cijev. Žig zadanih dimenzija steže se u
posebno konstruiran alat koji se pričvršćuje na klipnjaču hidrauličnog cilindra. Pomoću
hidrauličnog cilindra mogu se ostvariti velike sile i jednostavno se može regulirati sila
utiskivanja. Nedostatak ovoga koncepta je visoka cijena hidrauličnog sustava.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 27
7.4 Koncept IV
Slika 20. Koncept IV
Ovaj koncept je zamišljen na principu rada ekscentar preše. Pogonska jedinica je
elektromotor koji putem remenskog prijenosa pokreće osovinu s ekscentrom. Na ekscentru se
nalazi posebno konstruiran alat koji može prihvatiti žig standardnog oblika. Stol za prihvat
cijevi mora biti pomičan po vertikalnoj osi kako bi uređaj mogao otiskivati žig na cijevima
različitih promjera. Jednostavnija izvedba je da se konstruira pomični stol nego da se cijeli
mehanizam pomiče u slučaju promjene promjera cijevi. Kod ovog uređaja je teže kontrolirati
udare jer se pokretanjem elektromotora pokreće i sami ekscentar te počinje s udarnim radom.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 28
7.5 Vrednovanje koncepata
Koncepti su vrednovani po kriterijima ocjenama od 1 do 5, pri čemu ocjena 1 označuje
nezadovoljavajuće rješenje, dok ocjena 5 označuje najbolje rješenje.
Tablica 8. Vrednovanje koncepata
Temeljem ocjenjivanja vidi se da Koncept II ima najbolju ocjenu s obzirom na
postavljene kriterije. S obzirom na to da koncepti II, III i IV imaju isti princip prihvata žiga
dobili su jednaku ocjenu i to rješenje je prihvatljivo i za daljnju konstrukciju. Važna odlika
odabranoga koncepta je i pneumatski pogon koji omogućuje lako i jednostavno upravljanje.
Daljnja konstrukcijska razrada temeljit će se na Konceptu II.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 29
8 PRORAČUN I KONSTRUKCIJSKA RAZRADA
8.1 Određivanje sile utiskivanja
Sila utiskivanja žiga je ključan podatak za određivanje potrebne snage pogona i
dimenzioniranje dijelova. Žig je standardnih dimenzija 14 x 14 x 100 mm. Na temelju
pojednostavljenog oblika žiga proračunata je potrebna sila utiskivanja.
Slika 21. Žig
Za proračun je važna duljina linija koje se utiskuju. U dogovoru s mentorom
pretpostavljeno je da se na žigu nalazi kontura dva broja 8, jer broj 8 ima najveću duljinu
linije od svih znamenaka. Broj 8 je dodatno pojednostavljen u dvije kružnice promjera 3 mm
te se na temelju toga vrši daljnji proračun.
Slika 22. Kontura žiga
Teoretski, sila prosijecanja i probijanja trebala bi biti određena na osnovu
tangencijalnih (τ) i normalnih naprezanja (σ), koja se javljaju u ravnini prosijecanja. Međutim,
ovom analizom se dolazi do vrlo kompliciranih postupaka, koji se teško mogu primijeniti u
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 30
praksi. Zato se kao isključivi kriterij za određivanje sila prosijecanja uzima utjecaj
tangencijalnih naprezanja. [4]
Sila prosijecanja ( probijanja) za alate se određuje po [4]:
�� = � ∙ � ∙ � (1)
gdje je: L, mm - opseg dijela koji se prosijeca (probija)
s, mm - debljina materijala
τm , N/mm2 - smična čvrstoća
Na žigu je izmjerena debljina otiska 0,5 mm te je ta vrijednost uzeta za vrijednost s.
S obzirom da su na žigu kružne konture, slijedi da je L jednak opsegu četiri kružnice.
� = 4 ∙ � ∙ � (2)
gdje je: d, mm - promjer kružnice
� = 4 ∙ � ∙ 3
� = 37,7mm (3)
Prema tablici br. 4 [4] za čelik St 50-2 smična čvrstoća iznosi:
τm = 450 N/mm2
�� = 37,7 ∙ 0,5 ∙ 450
�� = 8482,5N (4)
Ovako proračunata sila prosijecanja se zbog neravnomjernosti debljine materijala, kao
i tupljenja reznih ivica alata povećava za 30%, tako da je stvarna sila na osnovu koje se
proračunava stroj [4]:
�� = 1,3 ∙ �� (5)
�� = 1,3 ∙ 8482,5
�� = 11027,25N (6)
8.2 Proračun pneumatskog cilindra
Prethodnim proračunom dobivena je sila potrebna za utiskivanje žiga. Na temelju
odabranog koncepta za ostvarivanje sile upotrebljava se pneumatski cilindar. Sila ostvarena
pneumatskim cilindrom direktno se prenosi s klipnjače pneumatskog cilindra na žig. Za
daljnji proračun usvojena je vrijednost komprimiranog zraka od 6 bara, jer tu veličinu mogu
ostvariti i konvencionalni kompresori, a i tlak u pneumatskim sustavima industrijskih
postrojenja je većinom te veličine.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 31
S obzirom na to da je poznata potrebna sila utiskivanja, računa se minimalna površina klipa za
ostvarivanje definirane sile. Sila je jednaka produktu tlaka dobave i površini klipa prema
sljedećem izrazu:
�� = ��� ∙ �� (7)
iz čega proizlazi:
�� = ���� (8)
gdje je:
pdo = 6 bar = 600 000 Pa
�� = !!"#$,#%&"""""
�� = 0,0183783m# (9)
Iz izraza za površinu kružnog presjeka:
�� = '�( ∙)* (10)
proizlazi izraz za promjer cilindra dM:
�� = +*∙,�) (11)
�� = +*∙","!-.$-.)
�� = 0,15297m = 152,97mm (12)
Odabire se prva veća standardna veličina cilindra dc = 160 mm.
Odabran je dvoradni cilindar tvrtke Festo DSBG 160 EN s hodom klipnjače 50 mm
koji odgovara normi ISO 15552 [5]. Navoj na klipnjači je M 36x2. Za prigušivanje se koriste
elastični prigušni prsteni s obje strane. Spaja se pneumatskim priključkom G3/4.
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Slika 23. Dvoradni pneumatski cilindar Fe
Teoretska sila koju razvija dani cilindar pri 6 bara iznosi:
� = ��� ∙ �0
gdje je Ac stvarna površina klipa odabranog cilindra i iznosi:
�1 = '2(∙)*
�1 = ",!&(∙)*
�1 = 0,020106m#
� = 600000 ∙ 020106 � = 12064N
8.3 Proračun elektromotora za posmak cijevi
Za posmak cijevi odabran je koračni motor. Koračni motor je vrsta elektromotora bez
četkica koji pretvara digitalne impulse struje u fiksne inkremente kutnog pomaka nazvane
koraci. Ova vrsta motora osigurava precizno pozicioniranje tereta, a kontrola motora se vrši
direktno računalom, mikrokontrolerom ili programa
konstrukcije bez četkica, koračni motori su pouz
Za proračun navedenog elektromotora koji lančanim prijenosom prenosi moment na
vratilo za posmak cijevi uzeta je masa cijevi maksimalnih dimenzija za konstruirani stro
Masa čelične cijevi promjera 159 mm
prema [6] iznosi 28,43 kg.
Za duljinu cijevi je uzeta dimenzija od 6 m prema kojoj se cijevi standardno isporučuju.
Dvoradni pneumatski cilindar Festo DSBG 160 EN
Teoretska sila koju razvija dani cilindar pri 6 bara iznosi:
stvarna površina klipa odabranog cilindra i iznosi:
020106
Proračun elektromotora za posmak cijevi
Za posmak cijevi odabran je koračni motor. Koračni motor je vrsta elektromotora bez
digitalne impulse struje u fiksne inkremente kutnog pomaka nazvane
koraci. Ova vrsta motora osigurava precizno pozicioniranje tereta, a kontrola motora se vrši
kontrolerom ili programabilnim logičkim kontrolerom. Zbog svoje
četkica, koračni motori su pouzdani, izdržljivi i ne zahtijevaju održavanje.
Za proračun navedenog elektromotora koji lančanim prijenosom prenosi moment na
vratilo za posmak cijevi uzeta je masa cijevi maksimalnih dimenzija za konstruirani stro
cijevi promjera 159 mm sa stijenkom debljine 8 mm po jediničnom metru
Za duljinu cijevi je uzeta dimenzija od 6 m prema kojoj se cijevi standardno isporučuju.
Diplomski rad
32
sto DSBG 160 EN
(13)
(14)
(15)
(16)
Za posmak cijevi odabran je koračni motor. Koračni motor je vrsta elektromotora bez
digitalne impulse struje u fiksne inkremente kutnog pomaka nazvane
koraci. Ova vrsta motora osigurava precizno pozicioniranje tereta, a kontrola motora se vrši
bilnim logičkim kontrolerom. Zbog svoje
ni, izdržljivi i ne zahtijevaju održavanje.
Za proračun navedenog elektromotora koji lančanim prijenosom prenosi moment na
vratilo za posmak cijevi uzeta je masa cijevi maksimalnih dimenzija za konstruirani stroj.
jenkom debljine 8 mm po jediničnom metru
Za duljinu cijevi je uzeta dimenzija od 6 m prema kojoj se cijevi standardno isporučuju.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 33
Masa cijevi jednaka je umnošku mase po jediničnom metru cijevi i ukupne duljine cijevi te
iznosi:
41 = 28,43 ∙ 6 (17)
41 = 170,58kg (18)
te se s tim iznosom ide u daljnji proračun.
Za brzinu cijevi je usvojena vrijednost od 0,25 m/s, a za ubrzanje 0,25 m/s2.
Potrebna sila za pokretanje cijevi dana je sljedećim izrazom:
�1 = 41 ∙ 71 (19)
pri čemu je:
ac = 0,25 m/s2
slijedi:
�1 = 170,58 ∙ 0,25
�1 = 42,65N (20)
Potreban moment za pokretanje cijevi na vratilu promjera 69 mm iznosi:
8´ = �1 ∙ ':# (21)
pri čemu je:
dc = 69 mm - promjer vratila na mjestu dodira s cijevi
slijedi:
8´ = 42,65 ∙ &;#
8´ = 1471,4Nmm (22)
Opseg vratila na promjeru u dodiru s cijevi iznosi:
<= = �1 ∙ � (23)
<= = 69 ∙ �
<v = 216,77mm = 0,21677m (24)
Brzina vrtnje vratila jednaka je omjeru brzine cijevi i opsega vratila te iznosi:
?= = @:AB (25)
?= = ",#%",#!&$$
?= = 1,15�C! = 69,2minC! (26)
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 34
Moment se s elektromotora prenosi na vratilo putem lančanog prijenosa.
Prijenosni omjer lančanog prijenosa iznosi:
FGH = I(IJ (28)
pri čemu je:
z1 = 16 - broj zubi lančanika na elektromotoru
z2 = 32 - broj zubi lančanika na vratilu
iz čega slijedi:
FGH = .#!&
FGH = 2 (29)
Moment na elektromotoru iznosi:
8KL = M´NOP∙QRS (30)
pri čemu je:
ηuk - ukupni gubici
TUV = TWX ∙ TGH (31)
ηL = 0,99 - faktor korisnosti valjnog ležaja
k = 15 - broj valjnih ležaja
ηLP = 0,9 - faktor korisnosti lančanog prijenosa
TUV = 0,99!% ∙ 0,9
TUV = 0,77405 (32)
iz čega slijedi:
8KL = !*$!,*",$$*"%∙#
8KL = 950,5Nmm (33)
Iz jednadžbe prijenosnog omjera:
FGH = YZ[YB (34)
slijedi broj okretaja elektromotora:
?KL = ?= ∙ FGH (35)
?KL = 1,15 ∙ 2
?KL = 2,3�C! = 138minC! (36)
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Na temelju izračunatih parametara odabran je koračni motor proizvođača Festo oznaka
EMMST-ST-87-S nazivnog momenta 2,5 Nm.
Na slici 23. dana ja karakteristika navedenog koračnog motora gdje se vidi ovisnost
o broju okretaja.
Slika 24. Karakteristika koračnog motora EMMS
8.4 Proračun vratila
Pristup dimenzioniranju vratila kreće od proračuna njegovih promjera na osnovi
odabrane vrijednosti dopuštenog naprezanja za dani materijal.
Za materijal vratila St 60-2 prema orijentacijskim vrijednostima odabrano je [7]:
σfDNdop = 75 N/mm2
FA
A
S obzirom na pogonske uvjete u kojima stroj radi uzet je faktor utjecaja
φ = 1,2
�´ = � ∙ \
�´ = 12064 ∙ 1,2
Na temelju izračunatih parametara odabran je koračni motor proizvođača Festo oznaka
nazivnog momenta 2,5 Nm.
Na slici 23. dana ja karakteristika navedenog koračnog motora gdje se vidi ovisnost
Karakteristika koračnog motora EMMS-ST-87-
Pristup dimenzioniranju vratila kreće od proračuna njegovih promjera na osnovi
odabrane vrijednosti dopuštenog naprezanja za dani materijal.
2 prema orijentacijskim vrijednostima odabrano je [7]:
123 F B
F´
B
127
Slika 25. Shematski prikaz sila
S obzirom na pogonske uvjete u kojima stroj radi uzet je faktor utjecaja udarca prema [7]:
Diplomski rad
35
Na temelju izračunatih parametara odabran je koračni motor proizvođača Festo oznaka
Na slici 23. dana ja karakteristika navedenog koračnog motora gdje se vidi ovisnost momenta
-S
Pristup dimenzioniranju vratila kreće od proračuna njegovih promjera na osnovi
2 prema orijentacijskim vrijednostima odabrano je [7]:
udarca prema [7]:
(37)
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 36
�´ = 14476,8N (38)
Sile u osloncima se dobivaju iz uvijeta ravnoteže:
∑^ = 0:�, + �a − �´ = 0 (39)
∑8, = 0 ∶ �´ ∙ 123 − �a ∙ 250 = 0 (40)
�a = �´ ∙ !#.#%" (41)
�a = 14476,8 ∙ !#.#%"
�a = 7122,6N (42)
�, = �´ − �a (43)
�, = 14476,8 − 7122,6
�, = 7354,2N (44)
Promjeri vratila u presjecima koji su savojno (fleksijski) opterećeni:
�d = + !"Mefghijkl
m = + !"�nfghijkl
m ∙ oJm (45)
�p = + !"Mqfghijkl
m = + !"�rfghijkl
m ∙ sJm (46)
Odabrani su presjeci na sljedećim udaljenostima:
x1 = 7 mm �dJ = + !"�nfghijkl
m ∙ o!Jm (47)
�dJ = +!"∙$.%*,#$%
m ∙ 7Jm �dJ = 19,00mm, (48)
x2 = 12 mm �d( = + !"�nfghijkl
m ∙ o#Jm (49)
�d( = +!"∙$.%*,#$%
m ∙ 12Jm �d( = 22,74mm, (50)
x3 = 23 mm �dm = + !"�nfghijkl
m ∙ o.Jm (51)
�dm = +!"∙$.%*,#$%
m ∙ 23Jm �dm = 28,25mm, (52)
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 37
x4 = 123 mm �dt = + !"�nfghijkl
m ∙ o*Jm (53)
�dt = +!"∙$.%*,#$%
m ∙ 123Jm (54)
�dt = 49,41mm, (55)
y5 = 7 mm �pu = + !"�rfghijkl
m ∙ s%Jm (56)
�pu = +!"∙$!##,&$%
m ∙ 7Jm �pu = 18,80mm, (57)
y6 = 12 mm �pv = + !"�rfghijkl
m ∙ s&Jm (58)
�pv = +!"∙$!##,&$%
m ∙ 12Jm �pv = 22,50mm, (59)
y7 = 27 mm �pw = + !"�rfghijkl
m ∙ s$Jm (60)
�pw = +!"∙$!##,&$%
m ∙ 27Jm �pw = 29,49mm. (61)
Odabrani promjeri vratila su:
d1 = 20 mm,
d2 = 25 mm,
d3 = 35 mm,
d4 = 65 mm,
d5 = 20 mm,
d6 = 25 mm,
d7 = 35 mm.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 38
8.5 Provjera faktora sigurnosti za odabrane promjere
Potrebna sigurnost Spotr = f(TP%, hbmax%) iz [7]
Za TP=100% i hbmax=50% slijedi Spotr = 1,8
8.5.1 Presjek 1
x1 = 7 mm
x�yz{! = |J∙|(∙fghi}∙~�g∙fgJ ≥ x�y{� (62)
��! = MJ�J (63)
8! = �, ∙ o! = 7354,2 ∙ 7 = 51479,4�44 (64)
�! = )∙'Jm.# ≅ 0,1 ∙ �!. = 0,1 ∙ 20. = 80044* (65)
��! = %!*$;,*-"" = 64,35�/44# (66)
���� = 300�/44# za St 60-2
Faktor veličine b1 = f(d)
b1 =0,95
Faktor kvalitete površine b2 = f (Rm, Ra-Rmax)
b2 = 0,99 za Ra = 0,8 µm, Rmax= 2,5 µm
�X� = 1 + �!(�X�# − 1) (67)
Za �' = !
#" = 0,05F� = 600 �( �X�# = 1,75
Za D/d = 25/20 = 1,25 - c1 = 0,53
�X� = 1 + 0,53(1,75 − 1) (68)
�X� = 1,397
x�yz{! = ",;%∙",;;∙.""!,#∙!,.;$∙&*,.% (69)
x�yz{! = 2,61 > x�y{� = 1,8
8.5.2 Presjek 2
x2 = 12 mm
x�yz{# = |J∙|(∙fghi}∙~�g∙fg( ≥ x�y{� (70)
��# = M(�( (71)
8# = �, ∙ o# = 7354,2 ∙ 12 = 88248�44 (72)
�# = )∙'(m.# ≅ 0,1 ∙ �#. = 0,1 ∙ 25. = 1562,544* (73)
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 39
��# = --#*-!%&#,% = 56,5�/44# (74)
���� = 300�/44# za St 60-2
Faktor veličine b1 = f(d)
b1 =0,92
Faktor kvalitete površine b2 = f (Rm, Ra-Rmax)
b2 = 0,825 za Ra = 6,3 µm, Rmax= 40 µm
�X� = 1 + �!(�X�# − 1) (75)
Za �' = !
#% = 0,04F� = 600 �( �X�# = 1,85
Za D/d = 35/25 = 1,4 - c1 = 0,7
�X� = 1 + 0,7(1,85 − 1) (76)
�X� = 1,595
x�yz{# = ",;#∙",-#%∙.""!,#∙!,%;%∙%&,% (77)
x�yz{# = 2,1 > x�y{� = 1,8
8.5.3 Presjek 3
x3 = 23 mm
x�yz{# = |J∙|(∙fghi}∙~�g∙fgm ≥ x�y{� (78)
��. = Mm�m (79)
8. = �, ∙ o. = 7354,2 ∙ 23 = 169146�44 (80)
�. = )∙'mm.# ≅ 0,1 ∙ �.. = 0,1 ∙ 35. = 4287,544* (81)
��. = !&;!*&*#-$,% = 39,45�/44# (82)
���� = 300�/44# za St 60-2
Faktor veličine b1 = f(d)
b1 =0,87
Faktor kvalitete površine b2 = f (Rm, Ra-Rmax)
b2 = 0,825 za Ra = 6,3 µm, Rmax= 40 µm
�X� = 1 + �!(�X�# − 1) (83)
Za �' = !
.% = 0,0286F� = 600 �( �X�# = 2,2
Za D/d = 65/35 = 1,86 - c1 = 0,95
�X� = 1 + 0,95(2,2 − 1) (84)
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 40
�X� = 2,14
x�yz{. = ",-$∙",-#%∙.""!,#∙#,#∙.;,*% (85)
x�yz{. = 2,07 > x�y{� = 1,8
8.5.4 Presjek 4
x4 = 123 mm
x�yz{* = |J∙|(∙fghi}∙~�g∙fgt ≥ x�y{� (86)
��* = Mt�t (87)
8* = �, ∙ o* = 7354,2 ∙ 123 = 904567�44 (88)
�* = )∙'tm.# ≅ 0,1 ∙ �*. = 0,1 ∙ 65. = 27462,544* (89)
��* = ;"*%&$#$*&#,% = 32,94�/44# (90)
���� = 300�/44# za St 60-2
Faktor veličine b1 = f(d)
b1 =0,79
Faktor kvalitete površine b2 = f (Rm, Ra-Rmax)
b2 = 0,825 za Ra = 6,3 µm, Rmax= 40 µm
�X� = 1 + �!(�X�# − 1) (91)
Za �' = &%
&% = 1F� = 600 �( �X�# = 1
Za D/d = 65/65 = 1 - c1 = 0
�X� = 1 + 0 (92)
�X� = 1
x�yz{. = ",$;∙",-#%∙.""!,#∙!∙.#,;* (93)
x�yz{. = 4,95 > x�y{� = 1,8
8.5.5 Presjek 5
y5 = 7 mm
x�yz{% = |J∙|(∙fghi}∙~�g∙fgu ≥ x�y{� (94)
��% = Mu�u (95)
8% = �a ∙ s% = 7122,6 ∙ 7 = 49858�44 (96)
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 41
�% = )∙'um.# ≅ 0,1 ∙ �%. = 0,1 ∙ 20. = 80044* (97)
��% = *;-%--"" = 63,32�/44# (98)
���� = 300�/44# za St 60-2
Faktor veličine b1 = f(d)
b1 =0,95
Faktor kvalitete površine b2 = f (Rm, Ra-Rmax)
b2 = 0,99 za Ra = 0,8 µm, Rmax= 2,5 µm
�X� = 1 + �!(�X�# − 1) (99)
Za �' = !
#" = 0,05F� = 600 �( �X�# = 1,75
Za D/d = 25/20 = 1,25 - c1 = 0,53
�X� = 1 + 0,53(1,75 − 1) (100)
�X� = 1,397
x�yz{! = ",;%∙",;;∙.""!,#∙!,.;$∙&.,.# (101)
x�yz{! = 2,65 > x�y{� = 1,8
8.5.6 Presjek 6
y6 = 12 mm
x�yz{& = |J∙|(∙fghi}∙~�g∙fgv ≥ x�y{� (102)
��& = Mv�v (103)
8& = �a ∙ o& = 7122,6 ∙ 12 = 85471�44 (104)
�& = )∙'vm.# ≅ 0,1 ∙ �&. = 0,1 ∙ 25. = 1562,544* (105)
��& = -%*$!!%&#,% = 54,7�/44# (106)
���� = 300�/44# za St 60-2
Faktor veličine b1 = f(d)
b1 =0,92
Faktor kvalitete površine b2 = f (Rm, Ra-Rmax)
b2 = 0,825 za Ra = 6,3 µm, Rmax= 40 µm
�X� = 1 + �!(�X�# − 1) (107)
Za �' = !
#% = 0,04F� = 600 �( �X�# = 1,85
Za D/d = 35/25 = 1,4 - c1 = 0,7
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 42
�X� = 1 + 0,7(1,85 − 1) (108)
�X� = 1,595
x�yz{# = ",;#∙",-#%∙.""!,#∙!,%;%∙%*,$ (109)
x�yz{# = 2,17 > x�y{� = 1,8
8.5.7 Presjek 7
y7 = 27 mm
x�yz{$ = |J∙|(∙fghi}∙~�g∙fgw ≥ x�y{� (110)
��$ = Mw�w (111)
8$ = �a ∙ o$ = 7122,6 ∙ 27 = 192310�44 (112)
�$ = )∙'wm.# ≅ 0,1 ∙ �$. = 0,1 ∙ 35. = 4287,544* (113)
��. = !;#.!"*#-$,% = 44,85�/44# (114)
���� = 300�/44# za St 60-2
Faktor veličine b1 = f(d)
b1 =0,87
Faktor kvalitete površine b2 = f (Rm, Ra-Rmax)
b2 = 0,825 za Ra = 6,3 µm, Rmax= 40 µm
�X� = 1 + �!(�X�# − 1) (115)
Za �' = !
.% = 0,0286F� = 600 �( �X�# = 2,2
Za D/d = 65/35 = 1,86 - c1 = 0,95
�X� = 1 + 0,95(2,2 − 1) (116)
�X� = 2,14
x�yz{$ = ",-$∙",-#%∙.""!,#∙#,#∙**,-% (117)
x�yz{$ = 1,82 > x�y{� = 1,8
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 43
8.6 Proračun ležaja na vratilu
Proveden je statički proračun ležaja, jer u trenutku najvećeg opterećenja (sile
utiskivanja) ležaji miruju.
Statička faktor sigurnosti za velika i udarna opterećenja iznosi:
f0 = 1,5 do 3,
usvojeno je f0 = 1,5
8.6.1 Ležajno mjesto A
Ležajno mjesto A je čvrsto ležajno mjesto opterećeno silom FA = 7354,2 N
�" = �, (118)
�" = �" ∙ �" (119)
�" = 1,5 ∙ 7354,2
�" = 11031,2N (120)
Odabrana su dva ležaja SKF 7204 BEP i njihova nosivost iznosi:
C = 26,6 kN
C0 = 15,2 kN
Odabrani ležaji zadovoljavaju uvijete!
Slika 26. Ležaj SKF 7204 BEP
Dimenzije ležaja:
d = 20 mm
D = 47 mm
B = 14 mm
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 44
8.6.2 Ležajno mjesto B
Ležajno mjesto B je slobodno ležajno mjesto opterećeno silom FB = 7122,6 N
�" = �a (121)
�" = �" ∙ �" (122)
�" = 1,5 ∙ 7122,6
�" = 10683,9N (123)
Odabran je valjni ležaj SKF NU 204 ECP i njegova nosivost iznosi:
C = 28,5 kN
C0 = 22 kN
Odabrani ležaj zadovoljava uvijet!
Slika 27. Ležaj SKF NU 204 ECP
Dimenzije ležaja su:
d = 20 mm
D = 47 mm
B = 14 mm
8.7 Proračun zavara prirubnice cilindra na pomičnu ploču
Na Slici 31. prikazani su zavari za koje je izvršen proračun.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 45
Slika 28. Zavari
Zavari koji povezuju prirubnicu cilindra s pomičnom pločom opterećeni su na
savijanje i smik silom utiskivanja.
Slika 29. Zavar I
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 46
26
41
04
1=
3e
2
1a
3a
26
18
44
Slika 30. Presjek zavara I
Izračunavanje koordinata težišta zavara:
s� = ∑ ,�∙p�,�
YQ�! = ,J∙pJ�,(∙p(�,m∙pm,J�,(�,m (124)
s! = #&# = 13mm (125)
s# = 26 + !-# = 35mm (126)
s. = #&# = 13mm (127)
�! = �. = 26 ∙ 18 = 468mm# (128)
�# = 188 ∙ 18 = 3384mm# (129)
s� = !.∙*&-�.%∙..-*�!.∙*&-*&-�..-*�*&-
s� = 30,23mm (130)
�! = �. = s� = 30,23mm (131)
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 47
�# = 44 − s� = 44 − 30,23 = 13,77mm (132)
�* = !--# = 94mm (133)
Moment tromosti presjeka zavara Ix:
�� = ∑ (��Q + sQ# ∙ �Q).Q�! (134)
�� = ��� + 7!# ∙ �� + ���� + 7## ∙ ��� + ����� + 7.# ∙ ���� (135)
Moment tromosti dijela zavara I:
��� = 2 ∙ *∙#&m!# = 11717,3mm* (136)
7! = s� − s! = 30,23 − 13 = 17,23mm (137
�� = 2 ∙ 26 ∙ 4 = 208mm# (138)
Moment tromosti dijela zavara II:
���� = !--∙!-m!# − !-"∙!"m
!#
���� = 76368mm* (139)
7# = s# − s� = 35 − 30,23 = 4,77mm (140)
��� = 188 ∙ 18 − 180 ∙ 10 = 1584mm# (141)
Moment tromosti dijela zavara III:
����� = 2 ∙ *∙#&m!# = 11717,3mm* (142)
7. = s� − s. = 30,23 − 13 = 17,23mm (143)
���� = 2 ∙ 26 ∙ 4 = 208mm# (144)
�� = 11717,3 + 17,23# ∙ 208 + 76368 + 4,77# ∙ 1584 + 11717,3 + 17,23# ∙ 208
�� = 259342,3mm* (145)
Moment otpora presjeka zavara s obzirom na os x:
��! = ���J (146)
��! = #%;.*#,..",#. = 8579mm. (147)
��# = ���( (148)
��# = #%;.*#,.!.,!$ = 19692mm. (149)
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 48
Opterećenje:
Sila na zavar jednaka je polovini udarne sile, jer se ona ravnomjerno dijeli na dva
zavara:
��! = �# ∙ \ (150)
��! = !#"&*# ∙ 1,2
��! = 7238,4N (151)
Moment nastaje uslijed djelovanja sile Fz1 na kraku duljine l. Duljina l je udaljenost od
zavara do sredine pneumatskog cilindra.
8�! = ��! ∙ (152)
pri čemu je:
l = 112,5 mm - udaljenost od zavara do centra dijelovanje sile
iz čega slijedi:
8�! = 7238,4 ∙ 112,5
8�! = 814320Nmm (153)
Naprezanja:
a) savijanje uslijed dijelovanja sile Fz1
�!� = M¡J��J (154)
�!� = -!*.#"-%$;
�!� = 94,92N/mm# (155)
�#� = M¡J��( (156)
�#� = -!*.#"!;&;#
�#� = 41,35N/mm# (157)
b) smik uslijed dijelovanja sile Fz1
�¢! = �¡J(∑£¤)¥¥ (158)
�¢! = $#.-,*#∙(#∙*∙#&)�#∙!-∙*
�¢! = 12,93N/mm# (159)
Reducirano naprezanje uslijed savijanja i smika iznosi:
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 49
��!¦K� = §�!�# + 3 ∙ �¢!# (160)
��!¦K� = §94,92# + 3 ∙ 12,93#
��!¦K� = 97,53N/mm# (161)
Kontrukcija je opterećena čisto istosmjernim dinamičkim naprezanjem, iz čega proizlazi da je
faktor r = 0.
Područje broja ciklusa opterećenja je N2 - redovita primjena, pogon s prekidima.
Spektar opterećenja je S2 srednji - dijelovi s gotovo jednakom učestalosti niskih, srednjih i
visokih opterećenja.
Na temelju prethodnih podataka prema tablici 1.12. [2] izabrana je pogonska grupa B4.
S obzirom na oblik zavara i smjer djelovanja opterećenja prema tablici 1.17. [2] za zarezno
djelovanje je uzet faktor K3.
Materijal konstrukcije je čelik St 52-3.
Prema tablici 1.18. [2] za materijal St 52-3, pogonsku grupu B4 i grupu zareza K3 dobivena je
vrijednost dopuštenog naprezanja za odnos graničnih naprezanja r = -1 i ona iznosi:
σD(-1)dop = 90 N/mm2.
Iz izraza:
�¨=(¦)��� = %.C#� �¨(C!)��� (162)
dobivena je vrijednost za dopušteno naprezanje:
�¨=(")��� = %. ∙ 90 (163)
�¨=(")��� = 150N/mm# (164)
��!¦K� = 97,53N/mm# < �¨=(")��� = 150N/mm#
Uvijet zadovoljen!
8.8 Proračun zavara na spoju pravokutnih cijevi
Zavari na spoju pravokutne cijevi 35 x 25 i cijevi 60 x 50 opterećeni su vlačno. Uslijed
djelovanja sile utiskivanja svaki zavar prenosi četvrtinu sile.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 50
Slika 31. Prikaz zavara II
Slika 32. Presjek zavara II
Površina zavara:
���� = 41 ∙ 31 − 35 ∙ 25 (165)
���� = 396mm# (166)
Sila u zavaru:
���� = �* ∙ \ (167)
���� = !#"&** ∙ 1,2
���� = 3619,2N (168)
Naprezanje:
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 51
��# = �¡¥¥,¡¥¥ (169)
��# = 9,14N/mm# (170)
��# = 9,14N/mm# <�¨=(")��� = 150N/mm#
Uvijet zadovoljen!
8.9 Proračun vijčanog spoja
Vijačni spoj se sastoji od 8 vijaka promjera 10 mm, kvalitete 8.8.
Vijačni spoj je također opterećen silom udara pneumatskog cilindra.
Sila koju je potrebno prenijeti po jednom vijku iznosi:
�=ª« = �∙}- (171)
�=ª« = !#"&*∙!,#-
�=ª« = 1809,6N (172)
Ako se spojem s prolaznim vijkom prenosi poprečna sila, potrebno je [2]:
x¬ = " ∙ �S�B®¯ ≥ 1,3 (173)
µ0 = 0,12 - faktor trenja za metalne površine
FP - sila prednaprezanja u vijku
Fvij - pogonska sila za pojedini vijak
Za odabrane vijke promjera 10 mm, kvalitete 8.8 iz tablice 36 prema [8] sila prednaprezanja u
vijku iznosi:
FP = 25 000 N
x� = " ∙ �S�B®¯ (174)
x� = 0,12 ∙ #%"""!-";,&
x� = 1,66 ≥ 1,3
Uvijet zadovoljen!
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 52
8.10 Shema pneumatskog sustava
Shema pneumatskog sustava prikazana je slikom 36.
Slika 33. Shema pneumatskog sustava
Navedeni pneumatski sustava sastoji se od sljedećih komponenata:
1 - Izvor tlaka, može biti priključak na industrijski pneumatski sustav ili na mobilni
kompresor,
2 - Komplet za pripremu zraka,
- sastoji se od pročistača zraka, regulatora tlaka, zauljivača i manometra,
- odabran je uređaj Festo MSE6, prikazan na slici 37.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 53
Slika 34. Festo MSE6
3 - Razvodnik 5/2, električno aktiviran s oprugom za povrat,
- odabrani uređaj Festo MDH-5/2-D-1-FR-M12-C, prikazan na slici 38.
Slika 35. Festo električno upravljan razvodnik 5/2
4 - Dvoradni cilindar,
- odabrani uređaj Festo DSBG 160 EN, prikazan na slici 39.
Tomislav Slaninka
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Slika 36
5 - Prigušnica zvuka,
- odabrani uređaj Festo U
Na slici 41. prikazan je pneumatski sustav.
36. Dvoradni cilindar Festo DSBG 160 EN
odabrani uređaj Festo U-1/4-20, prikazan na slici 40.
Slika 37. Prigušnica zvuka
je pneumatski sustav.
Diplomski rad
54
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 55
Slika 38. Pneumatski sustav
8.11 Sustav za pozicioniranje cijevi
Pozicioniranje cijevi na sredinu uređaja je omogućeno pomoću valjaka. Sustav se
sastoji od horizontalnih i vertikalnih valjaka.Tri horizontalna valjka koji su učvršćeni na
pravokutnu cijev 60 x 50 mm su fiksni i služe za prihvat cijevi. Srednji valjak je putem
lančanog prijenosa spojen na koračni motor, čime se osigurava zadani posmak cijevi. Gornja
dva horizontalna valjka su pomična i služe za pridržavanje cijevi. Pomak tih valjaka je
osiguran trapeznim vretenom promjera 12 mm, a vođenje je osigurano standardnim okruglim
vodilicima promjera 16 mm.
Bočni valjci služe za pozicioniranje cijevi na sredinu uređaja, kako bi se uvijek
nalazila ispod samog žiga. Okrugle vodilice promjera 16 mm služe za vođenje tih valjaka, dok
je pomak osiguranim trapeznim vretenom promjera 12 mm koje s jedne strane ima lijevi
navoj, a s druge strane desni navoj. S ta dva navoja na istom vretenu osigurano je rotacijom
vretena jednoliko pomicanje valjaka jednog ka drugom, odnosno jednog od drugog.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 56
Slika 39. Sustav za pozicioniranje cijevi
8.12 Sklop za prihvat žiga
Na slici 43. prikazano je konstrukcijsko rješenje sklopa za prihvat žiga standardnih
dimenzija 14 x 14 x 100 mm. Sila se prenosi oblikom s klipnjače cilindra preko osovine, tijela
držača alata do žiga. Žig se priteže vijkom kako bi se spriječilo ispadanje.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 57
Slika 40. Sklop za prihvat žiga
8.13 Konstrukcijsko rješenje
Na slikama 44. i 45. prikazano je gotovo rješenje stroja za utiskivanje žiga. Uz glavnu
konstrukciju stroja na kojoj se nalazi sustav za prihvat i pozicioniranje cijevi te sustav za
utiskivanje žiga dolazi i pomoćna konstrukcija koja služi za pridržavanje cijevi. Cijevi su
dužine do 6 m te bi moglo doći do nestabilnosti stroja ako se ne bi koristili pomoćni oslonci.
Funkcijom posmaka cijevi kao i funkcijom utiskivanja žiga upravlja se putem računala te su
stoga i ugrađeni koračni motor s integriranim upravljanjem za posmak cijevi, te pneumatski
ventil 5/2 s električnim upravljanjem kojim se upravlja utiskivanje žiga.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 58
Slika 41. Stroj za utiskivanje žiga - pogled 1
Slika 42. Stroj za utiskivanje žiga - pogled 2
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 59
9 ZAKLJUČAK
Zadatak je bio razviti stroj koji će zamijeniti čovjeka pri ručnom utiskivanju žiga na
cijevi od kojih se rade cijevni lukovi. Istraživanjem tržišta pronađena su rješenja kojima se
rješavaju slični zahtjevi. Sve funkcije koje uređaj mora imati prikazane su u funkcijskoj
dekompoziciji. Način na koje se te funkcije mogu ostvariti prikazan je morfološkom
matricom. Na temelju prikazanih mogućnosti razvijeni su koncepti čijim vrednovanjem se
usmjerila daljnja konstrukcijska razrada. Proračunom je utvrđena sila koja je potrebna da bi se
moglo ostvariti utiskivanje žiga standardnih dimenzija. Temeljem proračuna dimenzionirani
su i ostali dijelovi stroja. Za ostvarivanje potrebne sile odabran je pneumatski cilindar.
Prednost pneumatskog sustava je u jednostavnoj izvedbi i jednostavnoj mogućnosti
reguliranja udarne sile regulacijom tlaka zraka. Zahtjev za konstrukciju je i ostvarivanje
posmaka cijevi kako bi se žig utisnuo na točno određenim udaljenostima što je riješeno
pomoću koračnog motora. Utiskivanjem žiga se upravlja elektronički isto kao i posmakom
cijevi, što dovodi do automatizacije procesa i smanjuje mogućnost pojave greške. Uređaj se
velikim dijelom sastoji od standardnih dijelova što mu znatno smanjuje cijenu izrade.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 60
LITERATURA
[1] Kraut, B.: Strojarski priručnik, Tehnička knjiga Zagreb, 1970.
[2] Decker, K. H.: Elementi strojeva, Tehnička knjiga Zagreb, 1975.
[3] Herold, Z.: Računalna i inženjerska grafika, Zagreb, 2003.
[4] Musafija, B.: Obrada metala plastičnom deformacijom, Sarajevo, 1988.
[5] https://www.festo.com/cat/hr_hr/products_DSBG
[6] https://www.strojopromet.com/
[7] Horvat, Z.: Vratilo, Zagreb
[8] Cvirn, Ž.: Rastavljivi spojevi, Zagreb, 2014.
Tomislav Slaninka Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 61
PRILOZI
I. CD-R disc
II. Tehnička dokumentacija
45 Dvoradni pneumatski cilindar 1 DSBG160 - Festo -
44 Cijevi za zrak 2 - - Festo -
43 Ventil 5/2 1 MDH-5/2 - Festo -
42 Vijak M6x50 6 DIN 933 - Strojopromet -
41 Regulator tlaka 1 MSE6 - Festo -
40 Vratilo 1 TS-2016-12 St 60-2 70x350 6,4
39 Slobodno ležajno mjesto 1 NU 204 EC - SKF -
38 Zaštitni lim lanca 1 TS-2016-11 St 52-3 400x450x1 0,74
37 Pričvrsna ploča 2 1 TS-2016-10 St 52-3 130x180x10 0,9
36 Imbus vijak M10x80 6 DIN 912 - Strojopromet -
35 Čvrsto ležajno mjesto 1 7204 BG - Strojopromet -
34 Pločica lančanika 1 TS-2016-9 St 52-3 30x3 0,12
33 Vijak M3x5 3 DIN 912 - Strojopromet -
32 Lančanik z=16 1 - - - -
31 Prirubnica elektromotora 1 TS-2016-8 St 52-3 150x250x5 0,82
30 Vijak M10x50 4 DIN 933 - Strojopromet -
29 Osigurač 16 5 DIN 471 - Strojopromet -
28 Lančanik z=32 1 - - - -
27 Lanac s korakom 8 mm 1 8000 - Strojopromet -
26 Nosač valjka pomični 2 TS-2016-3 St 52-3 70x50x45 0,49
25 Osovina nepomičnog valjka 2 TS-2016-1 St 52-3 30x290 1,22
24 Osigurač 20 4 DIN 471 - Strojopromet -
23 Osigurač 42 4 DIN 471 - Strojopromet -
22 Valjak 2 TS-2016-7 St 52-3 50x200 1,23
21 Ležaj NA 4905 4 NA 4905 SKF -
20 Podloška 16 4 DIN 433 - Strojopromet -
19 Matica M16 4 DIN 934 - Strojopromet -
18 Vijak M10x90 16 DIN 933 - Strojopromet -
17 Nosač valjka čvrsti 1 TS-2016-2 St 52-3 70x50x45 0,49
16 Pero 3x5x12 1 DIN 6886 - Strojopromet -
15 Imbus vijak M5x15 4 DIN 912 - Strojopromet -
14 Koračni elektromotor 1 Festo - Festo -
13 Matica M10 56 DIN 934 - Strojopromet -
12 Podloška 10 56 DIN 433 - Strojopromet -
11 Nosač bočnog lima 1 TS-2016-6 St 52-3 30x10x300 1,72
10 Pričvrsna ploča 1 2 TS-2016-5 St 52-3 130x180x10 0,9
9 Vijak M3x5 12 DIN 912 - Strojopromet -
8 Zaštitni bočni lim 1 TS-2016-4 St 52-3 660x350x1 1,4
7 Vijak M10x80 28 DIN 933 - Strojopromet -
6 Vijak M10x55 8 DIN 933 - Strojopromet -
5 Sklop horizontalnog vretena 2 TS-2016-500 St 52-3 - 8,4
4 Sklop vertikalnog vretena 2 TS-2016-400 St 52-3 - 11,65
3 Sklop zavarene konstrukcije 1 TS-2016-100 St 52-3 - 29,85
Ureñaj za utiskivanje žiga na cijev
TS - 2016
A1
1
1
Tomislav Slaninka
Tomislav SlaninkaTomislav Slaninka
dr.sc. Ivica Galić, dipl.ing.
dr.sc. Ivica Galić, dipl.ing.
28.11.2016.
28.11.2016.28.11.2016.
1
2
Sklop zavarene konstrukcije cilindraSklop za prihvat žiga 1
1 TS-2016-200TS-2016-300
St 52-3St 52-3
119,3 kg
10,5-- 4,9
42 H7/h6+0,041
0
C
B
Poz. Naziv dijela NormaCrtež brojKom. Materijal Masa
ISO - tolerancije
Broj naziva - code
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Sirove dimenzijeProizvoñač
Mjerilo originala
Des
ign
by C
ADLa
b
100 3020 40 6050 8070 90 100
I
1 42 3 87 965 10 11 12 13
H
G
F
E
D
A
500
11
16
44
1
3
4
5
2
6
7
8910
41
43 45
42
1050
B
B
C
C
AA
12 15 16
Presjek B-BM 1 : 5
13 14
D
D
Presjek C-CM 1 : 2
26
2022
19 2321 24
25
17
18
E
31
32
1 : 2M Pogled D-D
27 28 29
30
34 33
25 H7/j6
M 1:2
+0,025
Detalj E
-0,009
25
H7
/j6
42
H7
/h6
39
Presjek A-AM 1:5
36
4037
35
38 11
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
28.11.2016.
28.11.2016.
28.11.2016.
Sklop zavarene konstrukcijeA3
1
11:10
7 1 TS-2016-100-7 St 52-3 30x20x350 0,72
6 1 TS-2016-100-6 St 52-3 30x20x350 0,72
1
2
3
4
5
Cijev 1 60x50x1050
Cijev 3 35x25x646
Cijev 2 60x50x1050
Cijev 4 60x50x500
Cijev 5 60x50x250
Cijev 6 30x20x350
Cijev 7 30x20x350
1
1
4
2
4
St 52-3
St 52-3
St 52-3
St 52-3
St 52-3
60x50x1050
60x50x1050
35x25x650
60x50x500
60x50x250
TS-2016-100-1
TS-2016-100-2
TS-2016-100-3
TS-2016-100-4
TS-2016-100-5
TS-2016-100
8 Cijev 35x25x655 2 TS-2016-100-8 St 52-3 35x25x655 1,63
5,02
5,02
1,59
2,19
1,09
27,5 kg
3
70 90
A
B
C
E
F
D
1 2 3 4 5 6 7 8
100 3020 40 6050 80 100
Mjerilo originala
Mentor
Poz. Naziv dijela NormaCrtež broj
Kom. Materijal Masa
ISO - tolerancije
Broj naziva - code
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Sirove dimenzijeProizvoñač
Des
ign
by C
ADLa
b
a3
a3
5
1
2
4
a3 a3
a3
a3
a3
a3
a3
a3
a3
95
6
500
245
a33
8
a3
7
6
a3 a3
a3
a3 4
09
1
67
200 540 60
205
a3
a3
a3 a3
a3 a3a3
a3
a3
a3
a3
a3a3a3
a3
a3
a3
a3
a3
21
5
1
10,46 kg
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
28.11.2016.
1 3,3
28.11.2016.
225x180x10
A3
1
2,822
1:2
3 Ojačanje prirubnice cilindra
Ploča 280x160x10
2
Prirubnica cilindra
2
TS-2016-200-21
TS-2016-200-1
0,52TS-2016-200-3
St 52-3
St 52-3
St 52-3
280x160x10
za prihvat cilindra
225x30x10
TS - 2016 - 200
28.11.2016.
Sklop zavarene konstrukcije 1
a4
Presjek A-A
a4
16
0
80 40 50
50
10
280
a3
2
1
3
a4
a4
a3a3
24
5
AA
70 90
A
B
C
E
F
D
1 2 3 4 5 6 7 8
100 3020 40 6050 80 100
Mjerilo originala
Mentor
Poz. Naziv dijela NormaCrtež broj
Kom. Materijal Masa
ISO - tolerancije
Broj naziva - code
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Sirove dimenzijeProizvoñač
Des
ign
by C
ADLa
b
M36x2
9
AA
70 90
A
B
C
E
F
D
1 2 3 4 5 6 7 8
100 3020 40 6050 80 100
Mjerilo originala
Mentor
Poz. Naziv dijela NormaCrtež broj
Kom. Materijal Masa
ISO - tolerancije
Broj naziva - code
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Sirove dimenzijeProizvoñač
Des
ign
by C
ADLa
b
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
28.11.2016.
28.11.2016.
28.11.2016.
Sklop za prihvat žigaA3
1
11:2
9 Vijak M8x40 4 DIN 912 - Strojopromet 0,12
8 Zatik 5 mm 1 ISO 13337 - Strojopromet 0,07
7 Držač alata 1 TS-2016-300-5 St 52-3 60x60x50 0,95
6 Matica M8 1 DIN 934 - Strojopromet 0,05
1
2
3
4
5
Poklopac glavčine držača alata
Glavčina držača alata
Poluprsten
Osovinica držača alata
Vijak M8x45
1
1
2
1
1
TS-2016-300-1
TS-2016-300-2
TS-2016-300-3
TS-2016-300-4
DIN 933 Strojopromet
St 52-3
St 52-3
St 52-3
St 52-3
TS - 2016 - 300
120x30
120x30
50x5
50x100 0,57
1,63
1,77
0,08
0,12
4,57 kg
-
2
4
2
5
3
6
8
Presjek A-A
1
7
30
15
7
28.11.2016.
28.11.2016.
28.11.2016.
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninkadr.sc.Ivica Galić,dipl.ing
dr.sc.Ivica Galić,dipl.ing
M 1:2
Sklop vertikalnog vretena
TS - 2016 - 400
4
A2
1
1
11,65kg
25H7/j6+0,025
-0,009
+0,0410
42H7/h6
1
2
Kolo za vreteno
4
- - Misumi -
Osigurač 16
1
DIN 471 - -Strojopromet
18 Trapezno vreteno Tr12 1 MTSW12 - Misumi -
17 Matica za trapezno vreteno Tr12 2 MTSW12 - Misumi -
16 Podložna pločica 10 1 DIN 433 - Strojopromet -
15 Čahura 9x13 2 TS-2016-400-7 Mesing 10x15 0,07
14 Kućište klizača vodilice 1 TS-2016-400-6 St 52-3 60x50x30 0,54
13 Okrugla vodilica 16x325 2 BSH2N - Misumi -
12 Osigurač 42 2 DIN 471 - Strojopromet -
11 Valjak 1 TS-2016-400-5 St 52-3 50x200 1,23
10 Ležaj NA 4905 2 NA 4905 - SKF -
9 Donja ploča vertikalnog sklopa 1 TS-2016-400-4 St 52-3 410x70x12 2,57
8 Osovina vertikalnog sklopa 1 TS-2016-400-3 St 52-3 30x320 1,32
7 Matica M5 1 DIN 934 - Strojopromet -
6 Vijak M5x16 1 DIN 933 - Strojopromet -
5 Kućište matice i klizača 1 TS-2016-400-2 St 52-3 80x50x40 0,7
4 Klizač vodilice 16 2 BSH2N - Misumi -
3 Gornja ploča vertikalnog vretena 1 TS-2016-400-1 St 52-3 400x200x12 3,34
NormaNaziv dijela
H
G
F
E
D
C
B
A
121110654 987321
1009070 8050 604020 300 10
Des
ign
by C
ADLa
b
Mjerilo originala
ProizvoñačSirove dimenzije
Objekt broj:
R. N. broj:
Potpis
FSB ZagrebRazradioCrtao
Objekt:
Pregledao
ProjektiraoDatum Ime i prezime
Kopija
Format:
List:
Listova:
Pozicija:
Masa:
Naziv:
Crtež broj:
Materijal:
Napomena:
Broj naziva - code
ISO - tolerancije
MasaMaterijalKom.Crtež brojPoz.
B
B
AA
15 16 17
Presjek B-BM 1:2
18
1012 11
13
1 : 2M A-A
1
3
2
7
6
4
5
8
9
Presjek
14
400
39
7
42
H7
/h6
2
5H
7/j
6
355
Tomislav SlaninkaTomislav Slaninka
Tomislav Slaninkadr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
28.11.2016.
28.11.2016.
28.11.2016.
Sklop horizontalnog vretenaA3
1
11:2
TS - 2016 - 500
14 Trapezno vretno Tr 12 1 MTSW12 - Misumi -
13 Matica za trapezno vreteno Tr 12 2 MTSW12 - Misumi -
12 Čahura 9x13 1 TS-2016-400-7 St 52-3 10x15 0,07
11 Klizač vodilice 16 2 BSH2N - Misumi -
10 Kućište klizača vodilice 2 TS-2016-400-6 St 52-3 60x50x30 0,54
9 Okrugla vodilica 16 1 BSH2N - Misumi -
8 Osovina horizontalnog sklopa 2 TS-2016-500-1 St 52-3 30x200 1,07
7 Valjak 2 TS-2016-400-5 St 52-3 50x200 1,23
6 Ležaj NA 4905 4 NA 4905 - SKF -
1
23
4
5
Kolo za vreteno
Kućište matice i klizačaMatica M5
Vijak M5x16
Osigurač 42
122
24
TS-2016-400-2DIN 934
DIN 933DIN 471
St 52-3
StrojoprometStrojopromet
Strojopromet
Misumi
80x50x40 0,7
--
-
-
--
-
--
8,4kg
25H7/j6 +0,025-0,009+0,041
042H7/h6
58
11
Presjek B-B
1
2
3
4
5
6
7
10
9
220
25
H7
/j6
43
3
4
2H
7/h
6
90
A
B
C
E
F
D
1 2 3 4 5 6 7 8
100 3020 40 6050 8070 100
Mentor
Poz. Naziv dijela NormaCrtež broj
Kom. Materijal Masa
ISO - tolerancije
Broj naziva - code
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Sirove dimenzijeProizvoñač
Mjerilo originala
Des
ign
by C
ADLa
bA
A
BB
13
A-APresjek
12 14
90
A
B
C
E
F
D
1 2 3 4 5 6 7 8
100 3020 40 6050 8070 100
Mentor
Poz. Naziv dijela NormaCrtež broj
Kom. Materijal Masa
ISO - tolerancije
Broj naziva - code
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Sirove dimenzijeProizvoñač
Mjerilo originala
Des
ign
by C
ADLa
b
280
400
380
AA
12
Presjek A-A
2 3 4
5
1
?
7
11
8
a3
13
9
10
14
a3
37
6
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
28.11.2016.
28.11.2016.
28.11.2016.
Sklop pomoćnog postoljaA3
1
11:2
1
2
3
4
5
TS - 2016 - 600
14 Osigurač 20 2 DIN 471 - Strojopromet -
13 Vijak M10x45 4 DIN 933 - Strojopromet -
12 Nosač valjka pomični 1 TS-2016-3 St 52-3 70x50x50 0,5
11 Ploča postolja 1 TS-2016-600-2 St 52-3 400x150x10 4,65
10 Podloška 10 6 DIN 433 - Strojopromet -
9 Matica M10 4 DIN 934 - Strojopromet -
8 Noga postolja 4 TS-2016-600-1 St 52-3 35x25x350 0,81
7 Nosač valjka čvrsti 1 TS-2016-2 St 52-3 70x50x45 0,49
6 Matica M16 2 DIN 934 - Strojopromet -
Osovina nepomičnog valjka
Valjak
Ležaj NA 4905
Osigurač 42
Podloška 16
1
1
2
2
2
TS-2016-1
TS-2016-400-5
NA 4905
DIN 471
DIN 433
St 52-3
St 52-3
SKF
Strojopromet
Strojopromet
50x200 1,23
30x290 1,22
-
-
-
-
-
-
11,43kg
6
a3 a3
347
32
Tomislav Slaninka
Tomislav SlaninkaTomislav Slaninka
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
dr.sc. Ivica Galić,dipl.ing.
28.11.2016.
28.11.2016.
28.11.2016.
Vratilo
Napomena:Svi nekotirani radijusu zaobljenja iznose R1.
Ra 6,3 Ra 0,8
M 1:1
5P9-0,012
-0,042
16u7+0,051
+0,033
20j6+0,009
-0,004
St 60-2 6,4 kg
A3
1
1TS - 2016 - 12
40
Presjek A-AM 2:1
5P
9
16u7
2,90
90
A
B
C
E
F
D
1 2 3 4 5 6 7 8
100 3020 40 6050 8070 100
Mentor
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Mjerilo originala
Des
ign
by C
ADLa
b
Središnji uvrt A4
HRN M.A5.210
HRN M.A5.210
Središnji uvrta A4
Ra 0,8Ra 0,8
A-B
A
1
1
Ra
0,8
1 A-B
1
1B
19
20
2
5
79
96
62
1x45°
14
,7
14
1,2
375
M2
0
60
65
3
20
j6
25
3
5
12 4,50
1
18
20
j6
69
35
1x45°
1x45° 1x45°
81
16
A
A
32
Tomislav Slaninka
St 52-3
28.11.2016.
Poklopac glavčine držača
28.11.2016.
TS - 2016 - 300 - 1
1A4
alata
1,63
1:2 1
1
28.11.2016.
dr.sc.Ivica Galić,dipl.ing.
Tomislav Slaninka
Tomislav Slaninka
dr.sc.Ivica Galić,dipl.ing.
Ra 6,3
FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Mjerilo originala
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Mjerilo originala
Des
ign
by C
ADLa
b
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio
Des
ign
by C
ADLa
b
9
4x 15
4x
110
11
0
100
B
B
Presjek B-BM 1:2
Ra 6,3
80
25
15
M36x2.0
120
Glavčina držača alata
TS - 2016 - 300 - 2
2A4
St 52-3 1,77kg
1:2 1
1
28.11.2016.
28.11.2016.28.11.2016.
Tomislav Slaninka
Tomislav SlaninkaTomislav Slaninka
dr.sc.Ivica Galić,dipl.ing.
dr.sc.Ivica Galić,dipl.ing.
Ra 6,3
Mjerilo originala
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Mjerilo originala
Design by CADLab
Napomena:
Materijal:
Crtež broj:
Naziv:
Masa:
Pozicija:
Listova:
List:
Format:
Kopija
Ime i prezimeDatumProjektirao
Pregledao
Objekt:
CrtaoRazradio FSB Zagreb
Potpis
R. N. broj:
Objekt broj:
Design by CADLab
120
100
110
110
4x M8
AA
Presjek A-AM 1:2
Ra 6,3
25
44
38
20